Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng và thực hiện một số chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11, 12 Trung học phổ thông

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÝ 11, 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

BỘ MÔN: VẬT LÝ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT LÊ VIẾT THUẬT =====*===== SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÝ 11, 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Họ và tên giáo viên: Đậu Thị Thúy Hằng

Bộ môn

: Vật lý - Tổ Tự nhiên

Đơn vị công tác : Trường THPT Lê Viết Thuật,

TP Vinh, Tỉnh Nghệ An

Số điện thoại : 0989 832 663

Năm học: 2019-2020

PHẦN MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đang làm thay đổi căn bản nền sản xuất của thế giới, tạo ra những cơ hội rất lớn nhưng cũng đặt ra những thách thức không nhỏ cho mỗi quốc gia. Điều này đặt ra cho ngành Giáo dục và Đào tạo (GD-ĐT) một sứ mệnh to lớn là chuẩn bị nguồn nhân lực chất lượng cao để đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước. Để thực hiện được nhiệm vụ này, GD-ĐT rất cần thiết phải đưa giáo dục STEM vào nhà trường, bởi những ưu thế của giáo dục STEM trong dạy học, góp phần tích cực trong việc đổi mới phương pháp dạy học theo chương trình giáo dục phổ thông (GDPT) mới, thực sự giúp HS hướng đến thế giới công nghệ 4.0 và các lợi thế khác, đáp ứng được mục tiêu đào tạo con người có năng lực trong cuộc sống tương lai, phù hợp nhu cầu nhân lực lao động trong thời đại công nghệ 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ trên thế giới.

Giáo dục STEM một mặt thực hiện đầy đủ mục tiêu giáo dục đã nêu trong chương trình GDPT mới, mặt khác nhằm phát triển các năng lực cốt lõi cho hpcj sinh (HS), phát triển các năng lực đặc thù của môn học thuộc về STEM và định hướng nghề nghiệp cho HS. Để đón đầu chương trình GDPT mới, nhiều địa phương và trường học đã đi trước một bước trong việc triển khai giáo dục STEM. Trong quá trình triển khai dạy học các môn học STEM, một trong những yêu cầu đối với giáo viên (GV) là phải biết cách tổ chức, thiết kế các hoạt động STEM một cách sáng tạo có hiệu quả, phù hợp với điều kiện dạy học. Tuy nhiên hiện nay qua khảo sát chúng tôi nhận thấy việc triển khai dạy học STEM ở các trường THPT còn nhiều hạn chế, bên cạnh đó, một số GV vẫn chưa có nhận thức đầy đủ về bản chất dạy học STEM cũng như cách thiết kế hoạt động, tổ chức, thực hiện dạy học STEM như thế nào cho có hiệu quả trong môn học. Hơn nữa, hiện nay trên các trang mạng điện tử, tài liệu sách vở, các tạp chí GD đã cung cấp rất nhiều các vấn đề chung về giáo dục STEM nhưng các tài liệu hướng dẫn cụ thể việc tổ chức dạy học các môn học theo định hướng STEM trong trường PT còn chưa nhiều.Vì vậy nghiên cứu sâu về dạy học STEM, đề xuất cách thức thiết kế và tổ chức cho HS học tập hiệu quả các môn học STEM nói chung, Vật lý nói riêng như thế nào là một hướng nghiên cứu mới cập nhật, cần thiết trong bối cảnh nền GD-ĐT Việt Nam đang đổi mới căn bản và toàn diện.

Vật lí với đặc thù là bộ môn khoa học thực nghiệm có tính công nghệ và kỹ thuật rất cao, có nhiều kiến thức liên quan đến thực tiễn, thực hành cùng với nền tảng để học Vật lý là Toán học nên rất thuận lợi trong việc triển khai dạy học theo phương thức STEM bằng các hình thức tăng cường các hoạt động nghiên cứu, trải nghiệm sáng tạo, câu lạc bộ.... Qua đó giúp HS hiểu được các ứng dụng khoa học kỹ thuật, chế tạo các sản phẩm áp dụng vào đời sống thực tiễn, đồng thời giúp HS không những hiểu sâu sắc các kiến thức Vật lí, từ đó tạo động lực, lòng đam mê, yêu thích bộ môn. Nói tóm lại, dạy học Vật lý theo

phương thức STEM là một hướng giáo dục phù hợp giúp HS phát triển đầy đủ các năng lực đặc thù và năng lực cốt lõi theo mục tiêu của chương trình GDPT mới.

Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy bộ môn Vật lí ở THPT chúng tôi thấy có thể khai thác, thiết kế và thực hiện được nhiều chủ đề dạy học STEM ở tất cả các phân môn cơ, nhiệt, điện, quang và một số phần khác của bộ môn Vật lý. Trong thực tiễn, các loại máy móc, đồ dùng quen thuộc, gần gũi phục vụ trong đời sống đa phần là những sản phẩm được ứng dụng từ điện học nên khai thác các chủ đề dạy học STEM phần điện học trong chương trình Vật lý phổ thông sẽ kích thích được sự hứng thú, tích cực của HS trong quá trình dạy học. Với những lí do trên nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng dạy học, chúng tôi đã nghiên cứu đề tài “Xây dựng và thực hiện một số chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11, 12 Trung học phổ thông”. Hy vọng đề tài sẽ góp một phần nhỏ, là nguồn tài liệu có ích giúp các thầy cô và các bạn đọc tham khảo và vận dụng vào quá trình dạy học môn Vật lý theo định hướng STEM ở các trường phổ thông.

2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: HS lớp 11,12 trường THPT Lê Viết Thuật. Quá trình dạy học Vật lý ở trường phổ thông.

- Phạm vi nghiên cứu: Các chủ đề dạy học STEM phần điện học thuộc chương trình Vật lý 11,12 THPT. Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Lê Viết Thuật TP Vinh.

- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 9/2018 đến tháng 2/2020.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Phân tích cơ sở lý luận và thực tiễn của giáo dục STEM trong trường phổ thông.

- Điều tra, phân tích thực trạng dạy học Vật lý theo định hướng STEM ở một số trường THPT trên địa bàn thành phố Vinh. Trên cơ sở đó phân tích các nguyên nhân, khó khăn để đề xuất hướng giải quyết của đề tài.

- Đề xuất giải pháp thực hiện đề tài nghiên cứu: Xây dựng các chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11,12 và tiến hành thực nghiệm tổ chức dạy học một số chủ đề tại trường THPT Lê Viết Thuật.

- Trên cơ sở các chủ đề đã thực nghiệm, lựa chọn và giới thiệu cách tổ chức hoạt động cụ thể một số chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11,12 theo các phương pháp, hình thức dạy tích cực nhằm định hướng phát triển các năng lực HS.

4. Đóng góp mới của đề tài

- Điều tra được thực trạng dạy học Vật lý theo định hướng STEM ở một số trường THPT trên TP Vinh, phân tích các nguyên nhân, khó khăn, đưa ra hướng khắc phục, giải pháp để nâng cao chất lượng dạy học các môn học STEM, áp dụng thực nghiệm có hiệu quả tại trường THPT Lê Viết Thuật.

- Xây dựng hệ thống các chủ đề dạy học STEM phần điện học phục vụ giảng dạy một số bài học trong chương trình SGK Vật lý 11,12 nhằm phát triển năng lực cho HS. - Tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần điện học Vật lý 11, 12 tại trường phổ thông phù hợp với điều kiện dạy học của nhà trường và thu được những kết quả thiết thực nhằm nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Vật lý và các môn học STEM, đưa giáo dục STEM vào trường học, góp phần vào phong trào thi đua đổi mới sáng tạo trong dạy học đáp ứng với yêu cầu chương trình GDPT tổng thể.

PHẦN NỘI DUNG

1. Cơ sở lý luận về giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông đáp ứng với chương trình GDPT mới

1.1. Khái niệm về giáo dục STEM

STEM là viết tắt của từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật), Mathematics (Toán học). Giáo dục STEM về bản chất được hiểu trang bị cho người học những kiến thức và kĩ năng cần thiết liên quan đến các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kĩ thuật và toán học. Các kiến thức và kĩ năng này phải được tích hợp, lồng ghép và bổ trợ cho nhau, giúp HS không chỉ hiểu về nguyên lí mà còn có thể thực hành và tạo ra các sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày.

Đối với giáo dục STEM, các kiến thức khoa học, toán học, công nghệ và kĩ thuật không chỉ được dạy học theo hướng trang bị kiến thức thông thường mà được vận dụng nhằm giải quyết các tình huống thực tiễn trong cuộc sống. Việc làm này đem lại hai tác dụng lớn. Một là giúp cho trải nghiệm học tập của HS trở nên thú vị hơn, tạo động lực thúc đẩy các em hứng thú với việc học tập và nghiên cứu khoa học, công nghệ ngay từ nhỏ. Hai là gắn kết nhà trường với địa phương, cộng đồng cũng như các tổ chức thông qua những vấn đề mang tính toàn cầu (ô nhiễm không khí, hiệu ứng nhà kính…). Sự gắn kết đa dạng các thành phần giáo dục, tạo thành một hệ sinh thái giáo dục, sẽ là một trong những chìa khóa giúp nuôi dưỡng và đào tạo những thế hệ công dân toàn cầu có kiến thức và kỹ năng, đặc biệt là tư duy sáng tạo trong thời đại mới.

Như vậy giáo dục STEM là một phạm trù rộng và liên quan đến nhiều lĩnh vực với hai đặc điểm nổi bật là tính tích hợp liên môn và hoạt động thực hành gắn với lí thuyết. Với giáo dục STEM, HS có thể học để lập trình điều khiển, chế tạo robot nhưng cũng có thể đơn giản là chế tạo ra những sản phẩm phục vụ đời sống. Qua đó cho thấy việc dạy và học STEM không nhất thiết cần điều kiện cơ sở vật chất, công nghệ hiện đại mà hoàn toàn tùy thuộc vào ý tưởng triển khai bài dạy của GV.

1.2. Chủ đề dạy học STEM trong trường trung học

Chủ đề STEM là chủ đề dạy học được thiết kế dựa trên vấn đề thực tiễn kết hợp với chuẩn kiến thức, kỹ năng của các môn khoa học trong chương trình phổ thông. Trong quá trình dạy học, GV tổ chức cho HS làm việc nhóm, sử dụng công nghệ truyền thống và hiện đại, công cụ toán học để tạo ra những sản phẩm có tính ứng dụng thực tiễn, phát triển kỹ năng và tư duy HS.

Chủ đề STEM cần đảm bảo các tiêu chí: giải quyết vấn đề thực tiễn, kiến thức trong chủ đề thuộc lĩnh vực STEM, định hướng hoạt động thực hành, làm việc nhóm.

Có thể phân loại các chủ đề dạy học STEM dựa vào các tiêu chí sau. Dựa vào phạm vi kiến thức để giải quyết vấn đề STEM, người ta chia chủ đề STEM thành hai loại:

Chủ đề STEM cơ bản được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc phạm vi các môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán trong chương trình giáo dục phổ thông. Các sản phẩm chủ đề STEM này thường đơn giản, bám sát nội dung sách giáo khoa (SGK) và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình giáo dục phổ thông.

Chủ đề STEM mở rộng có những kiến thức nằm ngoài chương trình giáo dục phổ thông và SGK. Những kiến thức đó HS phải tự tìm hiểu và nghiên cứu từ tài liệu chuyên ngành. Sản phẩm STEM loại hình này có độ phức tạp cao hơn. Dựa vào mục đích dạy học, ta có thế chia chủ đề STEM thành hai loại

chính:

Chủ đề STEM dạy học kiến thức mới được xây dựng trên cơ sở kết nối kiến thức của nhiều môn học khác nhau mà HS chưa được học hoặc được học một phần, HS sẽ vừa giải quyết được vấn đề và vừa lĩnh hội tri thức mới.

Chủ đề STEM dạy học và vận dụng được xây dựng trên cơ sở những kiến thức HS đã được học. Chủ đề STEM dạng này bồi dưỡng cho HS năng lực vận dụng lý thuyết vào thực tiễn. Kiến thức lý thuyết được củng cố và khắc sâu.

1.3. Quy trình xây dựng chủ đề bài học STEM

Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học

Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học và các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức đó trong tự nhiên; quy trình hoặc thiết bị công nghệ có sử dụng của kiến thức đó trong thực tiễn… để lựa chọn chủ đề bài học.

Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết

Sau khi lựa chọn chủ đề của bài học, cần xác định vấn đề cần giải quyết để giao cho HS thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó HS phải học được những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã lựa chọn hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết để xây dựng bài học.

Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị và giải pháp giải quyết vấn đề

Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết (sản phẩm cần chế tạo) cần xác

định rõ tiêu chí của giải pháp, sản phẩm.

Các tiêu chí này phải hướng tới việc định hướng quá trình học tập và vận dụng kiến thức nền của HS chứ không nên tập trung đánh giá sản phẩm vật chất.

Bước 4: Thiết kế tiến trình tố chức hoạt động

Tiến trình tổ chức hoạt động học được thiết kế theo các phương pháp, kĩ thuật dạy học tích cực với 5 hoạt động học. Mỗi hoạt động được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm học tập mà HS phải hoàn thành. Các hoạt động này có thể được tổ chức cả trong và ngoài lớp học (ở trường, ở nhà và cộng đồng).

1.4. Tiến trình tổ chức dạy học STEM trong trường Trung học

Mỗi bài học STEM thường được tổ chức theo 5 hoạt động như sau:

Hoạt động 1: Xác định vấn đề

Trong hoạt động này, GV giao cho HS nhiệm vụ học tập chứa đựng vấn đề, trong đó HS phải hoàn thành một sản phẩm học tập cụ thể với các tiêu chí đòi hỏi HS phải sử dụng kiến thức mới trong bài học để đề xuất, xây dựng giải pháp và thiết kế nguyên mẫu của sản phẩm cần hoàn thành. Tiêu chí của sản phẩm là yêu cầu hết sức quan trọng, bởi đó chính là "tính mới" của sản phẩm, kể cả sản phẩm đó là quen thuộc với HS; đồng thời, tiêu chí đó buộc HS phải nắm vững kiến thức mới thiết kế và giải thích được thiết kế cho sản phẩm cần làm.

Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp

Trong hoạt động này, HS thực hiện hoạt động học tích cực, tự lực dưới sự hướng dẫn của GV. HS phải tự tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng vào việc đề xuất, thiết kế sản phẩm cần hoàn thành. Kết quả là, khi HS hoàn thành bản thiết kế thì đồng thời cũng đã học được kiến thức mới theo chương trình môn học tương ứng.

Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp

Trong hoạt động này, HS được tổ chức để trình bày, giải thích và bảo vệ bản thiết kế kèm theo thuyết minh (sử dụng kiến thức mới học và kiến thức đã có); đó là sự thể hiện cụ thể của giải pháp giải quyết vấn đề. Dưới sự trao đổi, góp ý của các bạn, GV và HS tiếp tục hoàn thiện (có thể phải thay đổi để bảo đảm khả thi) bản thiết kế trước khi tiến hành chế tạo, thử nghiệm.

Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá

HS tiến hành chế tạo mẫu theo bản thiết kế đã hoàn thiện; trong quá trình chế tạo đồng thời phải tiến hành thử nghiệm và đánh giá. Trong quá trình này, HS cũng có thể phải điều chỉnh thiết kế ban đầu để bảo đảm mẫu chế tạo là khả thi và tối ưu (theo nhận thức của HS).

Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh

Trong hoạt động này, HS được tổ chức để trình bày sản phẩm học tập đã

hoàn thành; trao đổi, thảo luận, đánh giá để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện.

2. Cở sở thực tiễn của dạy học Vật lý theo định hướng STEM ở một số trường PT

2.1.Thực trạng tổ chức dạy học môn Vật lý theo định hướng STEM ở một số trường THPT trên địa bàn TP Vinh.

Từ năm học 2014-2015, giáo dục STEM đã được Bộ GD-ĐT đưa vào một số văn bản hướng dẫn khuyến khích triển khai ở các nhà trường, đặc biệt sau khi Thủ tướng ban hành Chỉ thị 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 về việc tăng cường

năng lực tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4, Bộ GD-ĐT đã triển khai thí điểm và đến nay giáo dục STEM đã được triển khai đồng loạt trên phạm vi toàn quốc. Riêng ở tỉnh ta, giáo dục STEM đã được Sở GD&ĐT đưa vào hướng dẫn nhiệm vụ năm học ở bậc học Tiểu học và Trung học từ năm học 2017 - 2018.

Tuy nhiên, trước năm 2014 không phải là trong GDPT của Việt Nam hoàn toàn không có giáo dục STEM. Thực chất, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhấn mạnh đến thực hành trải nghiệm sáng tạo của HS nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến cuộc sống thông qua dạy học tích hợp liên môn. Trước đó Bộ GD-ĐT đã triển khai các phong trào, các cuộc thi trong trường phổ thông theo hướng này, điển hình như cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho HS trung học, cuộc thi vận dụng kiến thức liên môn vào giải quyết những vấn đề thực tiễn… Từ những chương trình thí điểm này, những phong trào, cuộc thi bước đầu đã có sự lan tỏa, tác động tích cực, làm chuyển biến trong dạy học tại các trường trên địa bàn thành phố Vinh nói riêng, tỉnh Nghệ An nói chung. Từ đó, HS được thực hành, trải nghiệm nhiều hơn, học tập gắn với cuộc sống hơn. Tuy nhiên, các phong trào vẫn chỉ dừng lại ở hình thức các cuộc thi, thu hút được một lượng nhỏ GV, HS tham gia, chưa trở thành hoạt động thường xuyên, phổ biến của GV và HS.

Hiện nay, tại thành phố Vinh, với nhiều lợi thế riêng, việc giáo dục STEM đã và đang được nhiều trường tiểu học và trung học cơ sở đưa vào chương trình hoạt động chính khóa của Nhà trường. Từ năm học 2018 – 2019, các trường THPT tại thành phố Vinh, như Trường THPT chuyên Phan Bội Châu, THPT Hà Huy Tập đã thành lập các câu lạc bộ STEM. Phương thức triển khai của các trường chủ yếu đó là xã hội hóa. Nhà trường phối hợp cùng một số trung tâm để đưa giáo dục STEM vào trường học. …, xây dựng nhiều chuyên đề dạy học STEM, bước đầu đưa vào giảng dạy có hiệu quả ở các môn học.

Thực tế triển khai cho thấy, giáo dục STEM được tổ chức trong nhà trường thường tập trung qua các hình thức: dạy học tích hợp theo định hướng giáo dục STEM, sinh hoạt câu lạc bộ STEM, các cuộc thi, các hoạt động trải nghiệm sáng tạo, phối hợp tổ chức các hoạt động STEM giữa nhà trường và các cơ sở dạy nghề, ngày hội STEM…. Qua đây cho thấy, giáo dục STEM đã có được những kết quả bước đầu, tạo tiền đề thuận lợi cho bước triển khai tiếp theo mang tính đại trà và hiệu quả khi thời gian thực hiện chương trình GDPT mới chỉ còn không đầy một năm nữa.Tuy nhiên, theo điều tra ở một số trường phổ thông trên thành phố Vinh, thực tế triển khai vẫn còn gặp nhiều khó khăn, bất cập.

Để tiến hành tìm hiểu về thực trạng dạy học STEM trong dạy học Vật lý ở trường THPT tôi đã tiến hành khảo sát bằng phiếu điều tra đối với GV và HS với mục đích thu thập thông tin, phân tích khó khăn, thuận lợi của thực trạng dạy học STEM môn Vật lý ở trường phổ thông.

Nội dung khảo sát: Tìm hiểu nhận thức, hiểu biết, quá trình tổ chức dạy

học STEM môn Vật lý các GV ở các trường THPT.

Đối tượng khảo sát: 30 GV dạy các bộ môn KHTN và Toán, Công nghệ ở 3 trường THPT trong TP Vinh: Trường THPT Huỳnh Thúc Kháng, THPT Hà Huy Tập, THPT Lê Viết Thuật và 120 HS trường THPT Lê Viết Thuật. Thời gian khảo sát: Từ tháng 9/2018 đến tháng 11/2019. Phiếu khảo sát GV và HS (có trong Phụ lục kèm theo). Sau khi thu thập, phân tích, tổng hợp qua các phiếu điều tra, kết quả cho thấy như sau:

1.1. Hiểu biết của GV trong dạy học STEM

không biết đến 14%

Đầy đủ 35%

Sơ sài 51%

Biểu đồ 1. Thống kê về hiểu biết của GV trong dạy học định hướng STEM

Hình 1. Biểu đồ thống kê sự hiểu biết, nhận thức của GV về dạy học theo định hướng STEM

1.2. Mức độ cần thiết dạy học Vật lý theo định hướng giáo dục STEM

Không cần thiết 7%

Ít cần thiết 11%

Rất cần thiết 55%

Cần thiết 27%

Biểu đồ 2. Thống kê mức độ cần thiết dạy học môn Vật lý theo định hướng giáo dục STEM

Hình 2. Biểu đồ thống kê sự cần thiết dạy học môn Vật lý theo định hướng giáo dục STEM

1.3. Mức độ thường xuyên đưa STEM và dạy học Vật lý

Chưa bao giờ 23%

Rất thường xuyên 33%

Ít thường xuyên 2%

Thường xuyên 42%

Biểu đồ 3. Thống kê về mức độ thường xuyên đưa STEM vào dạy học Vật lý

Hình 3. Biểu đồ thống kê về mức độ thường xuyên đưa STEM vào dạy học Vật lý

1.4. Thống kê sự hứng thú của HS khi tham gia hoạt động STEM

Bình thường

Rất thích

Thích

Không thích

20%

72%

Biểu đồ 4. Thống kê sự hứng thú tham gia hoạt động STEM của HS

Hình 4. Biểu đồ thống kê về sự hứng thú tham gia hoạt động STEM của HS

50%

45%

40%

35%

30%

25%

20%

15%

10%

Thường xuyên

Chưa bao giờ

Thỉnh thoảng

Mới 1 lần

1.5. Thống kê số HS được học Vật lý theo định hướng giáo dục STEM

Hình 5. Biểu đồ thống kê số lượng HS đã được học các chủ đề môn Vật lý theo định hướng giáo dục STEM

Như vậy thông qua khảo sát GV và HS chúng tôi nhận thấy nhìn chung các GV đều thấy được tầm quan trọng và sự cần thiết của dạy học môn Vật lý

theo định hướng STEM, tuy nhiên vấn đề vẫn là triển khai, tổ chức dạy học theo định hướng STEM như thế nào cho hiệu quả và phù hợp với điều kiện dạy học ở trường phổ thông. Mặc dù một số GV đã thực hiện, nhưng vẫn còn lúng túng, hạn chế. Nhiều GV cho biết, trong dạy học Vật lý chỉ tập trung truyền thụ kiến thức mà chưa chú trọng, chủ động trang bị cho HS kiến thức môn Vật lý cũng như các môn KHTN, Công nghệ và Toán theo định hướng STEM. Đối với các em HS, việc đưa STEM vào dạy học là rất cần thiết bởi những hiệu quả mà nó mang lại trong giáo dục là to lớn. Một mặt thực hiện được những mục tiêu của GDPT đó là phát triển các năng lực cốt lõi của HS và năng lực đặc thù của môn học, mặt khác nó tác động tích cực đến thái độ, tâm lý người dạy bởi sự hứng thú, niềm đam mê, yêu thích khoa học của các em.

2.2. Nguyên nhân và khó khăn của thực trạng dạy học Vật lý ở trường THPT theo định hướng STEM

Mặc dù việc tiếp cận chương trình GDPT mới đã tạo điều kiện thuận lợi hơn để có thể triển khai giáo dục STEM, tuy nhiên với khung chương trình hiện hành, GV vẫn còn gặp khó khăn trong việc tổ chức các nội dung, chủ đề sao cho vừa đảm bảo được yêu cầu của khung chương trình vừa phải phát huy tính sáng tạo của HS. Vì vậy khi triển khai chương trình GDPT mới cần phải có hướng dẫn về những chủ đề STEM trong các môn, lĩnh vực học tập để tạo thuận lợi cho GV tổ chức dạy học.

Tâm lý ngại tìm hiểu, ngại sáng tạo cùng với trình độ GV chưa đáp ứng được yêu cầu. Phần lớn GV chưa có nhận thức đầy đủ về giáo dục STEM và có những hướng suy nghĩ giáo dục STEM cao xa, khó thực hiện. GV THPT được đào tạo đơn môn, do đó gặp khó khăn khi triển khai dạy học theo hướng liên ngành như giáo dục STEM. Bên cạnh đó, GV còn ngại học hỏi, ngại chia sẻ với đồng nghiệp, nên chưa có sự phối hợp tốt giữa GV các bộ môn trong dạy học STEM.

Hình thức kiểm tra, đánh giá hiện nay vẫn còn là rào cản. Môn Công nghệ và Tin học là hai môn thành tố của giáo dục STEM nhưng vẫn chưa có vị trí chỗ đứng đúng nghĩa. Hơn nữa việc kiểm tra, đánh giá hiện nay ở trường phổ thông cụ thể là kì thi trung học phổ thông quốc gia được tổ chức theo hình thức làm bài thi trắc nghiệm kiểm tra kiến thức, kĩ năng, trong khi kiểm tra, đánh giá theo mô hình giáo dục STEM là đánh giá thông qua sản phẩm, đánh giá quá trình. Vì vậy trên thực tế, việc triển khai giáo dục STEM vẫn phải hạn chế ở các lớp cuối cấp để dành thời gian cho em ôn thi. Còn các khối lớp khác không nặng nề về thi cử thì đảm bảo học để thi hết kì cho nên việc học theo sách giáo khoa (SGK), luyện giải bài tập vẫn là một hoạt động chính của HS. GV chỉ dành một phần thời gian cho hoạt động STEM (ngoại khóa, hoạt động ngoài giờ lên lớp hoặc một số tiết tự chọn) là chủ yếu.

Điều kiện cơ sở vật chất chưa đáp ứng được yêu cầu đề ra. Sĩ số mỗi lớp học quá đông cũng gây khó khăn cho tổ chức hoạt động, cản trở việc đổi mới

phương pháp dạy học của GV, việc chưa có phòng học STEM riêng, trong khi phòng thực hành bộ môn chưa phù hợp để HS có không gian hoạt động, làm việc nhóm, nghiên cứu, thí nghiệm cũng là một khó khăn.

Trên cơ sở phân tích các nguyên nhân, khó khăn đã đề cập ở trên, chúng tôi thấy muốn tổ chức dạy học STEM có hiệu quả, thành công việc đầu tiên GV phải dành nhiều thời gian đọc, nghiên cứu, tìm hiểu về các tài liệu chuyên sâu STEM. Từ đó, căn cứ vào điều kiều kiện dạy học cụ thể ở mỗi nhà trường thực hiện các hoạt động chuyên môn: trao đổi ý kiến với đồng nghiệp, thống nhất xây dựng các chủ đề STEM của mỗi phân môn, tổ chức các hoạt động dạy học phù hợp. Không nhất thiết đặt nặng vấn đề tạo ra các sản phẩm STEM phức tạp, có tính kĩ thuật cao mà điều quan trọng trong dạy học là tạo cho HS một thói quen thường xuyên ứng dụng các kiến thức lý thuyết, các nguyên lý đã học vào thực tiễn để quá trình học là một quá trình kiến tạo, phát triển năng lực. Sau khi học được mỗi chủ đề STEM các em đạt được những phẩm chất, năng lực mà GV đã đề ra. Trong quá trình dạy học nên khuyến khích các em sử dụng các nguồn nguyên vật liệu sẵn có, quen thuộc, rẻ tiền, có thể tận dụng những phế phẩm để tạo ra những sản phẩm thân thiện với môi trường, giáo dục ý thức trách nhiệm các em với cộng đồng, môi trường tự nhiên. Các sản phẩm STEM có thể không mới đối với nhân loại nhưng lại có tính mới đối với HS nên kích thích được sự tò mò, hứng thú trong quá trình học của HS. Nhìn nhận vấn đề như vậy GV có thể dễ dàng, thoải mái hơn trong tiếp cận dạy học các bộ môn KHTN theo phương thức STEM. Trong đề tài này, với mục đích đưa giáo dục STEM vào trường học để nâng cao chất lượng dạy học bộ môn, chúng tôi xin trình bày giải pháp thực hiện dưới đây.

3. Xây dựng một số chủ đề dạy học theo định hướng STEM phần điện học Vật lý 11,12 THPT

3.1. Phân tích đặc điểm nội dung phần điện học Vật lý 11,12 chương trình THPT dưới góc độ STEM

Phần điện học của chương trình Vật lý THPT bắt đầu từ việc cung cấp cho HS những kiến thức cơ bản đó là nguyên nhân xuất hiện dòng điện - Điện tích - Điện trường đến những khái niệm về sự hình thành dòng điện không đổi, nguồn điện, điện năng tiêu thụ, công suất điện, các loại định luật Ôm …. Sự xuất hiện của từ trường xung quanh dòng điện và lý thuyết tạo ra dòng điện xoay chiều đến sự vận dụng các định luật về điện từ, đặc biệt là cảm ứng điện từ vào việc sản xuất máy phát điện, động cơ điện, truyền tải và sử dụng điện năng.

Nói chung phần lớn các kiến thức của phân môn điện học chương trình Vật lý 11,12 THPT hiện hành rất gần gũi và có nhiều ứng dụng trong đời sống và kỹ thuật. Đây là một điểm rất thuận lợi để triển khai dạy học theo định hướng STEM. Trong đề tài này, chúng tôi chủ yếu tập trung đi sâu nghiên cứu vào hai chương “Dòng điện không đổi” Vật lý 11 và chương “ Dòng điện xoay chiều “ Vật lý 12 vì lượng kiến thức trọng tâm của phần điện học tập trung tại đây,

chiếm thời lượng lớn trong dạy học. Đồng thời trong cấu trúc đề thi THPT Quốc Gia những năm gần đây tổng số câu hỏi của 2 chương này chiếm số lượng nhiều nhất trong cấu trúc đề thi, có trung bình từ 8 câu đến 9 câu tức là đến 20% - 22,5%. Nên nếu HS được tiếp cận những kiến thức này bằng những phương pháp dạy học tích cực và gắn liền với thực tiễn như dạy học STEM sẽ giúp HS hiểu sâu sắc hơn lý thuyết cũng như vận dụng nó để giải quyết những vấn đề hay và khó liên quan kỹ thuật mà những phương pháp dạy học truyền thống khó có thể đem lại hiệu quả cao.

Chương “Dòng điện không đổi” là chương II trong chương trình Vật lí 11. Chương này gồm 14 tiết, là chương nối tiếp kiến thức chương “Điện tích – Điện trường”, đồng thời là nền tảng để nghiên cứu các phần điện học khác trong chương trình Vật lí phổ thông như: dòng điện trong các môi trường, từ trường, dòng điện xoay chiều. Phân tích nội dung kiến thức chương “Dòng điện không đổi” theo quan điểm STEM cho thấy dòng điện một chiều có thể dùng để thắp sáng, các nguồn điện một chiều cũng được sử dụng rộng rãi. Trong các trường hợp dùng đến dòng điện không đổi ở hiệu điện thế nhỏ, nguồn điện đóng vai trò quan trọng, chẳng hạn đèn pin cầm tay, radio, điều khiển ti vi… .Nguồn điện có thể tạo ra bằng nhiều cách như dùng pin điện hóa, thực phẩm xanh, từ USB…, thắp sáng hệ thống đèn chiếu sáng, đèn tín hiệu. Điện năng có thể dễ dàng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác. Đó là một đặc tính có tầm quan trọng đặc biệt, nhờ đó năng lượng điện được sử dụng rộng rãi trong đời sống và kỹ thuật. GV có thể tổ chức cho HS khai thác các chủ đề STEM từ đây. Các mạch điện dùng trong thực tế là tương đối phức tạp, hầu hết các thiết bị điện đều có sự chuyển hóa năng lượng điện thành nhiều dạng năng lượng khác nhau. Kiến thức về định luật Ôm cho mạch kín và cho các loại đoạn mạch giúp ta tính chính xác khi thiết kế và lắp ráp mạch điện. Việc sử dụng các nguồn điện thích hợp và mắc chúng thành bộ một cách hợp lí sẽ nâng cao được hiệu suất sử dụng.

Theo chương trình SGK Vật lý 12 hiện hành thì nội dung kiến thức phần dòng điện xoay chiều xét ở chương III, đó là những kiến thức cơ bản mang tính chất trọng tâm của chương trình Vật lý 12 chiếm thời lượng 15 tiết học. Nhìn chung có thể chia thành hai mảng chính của chương này. Mảng thứ nhất từ bài 12 đến 19, coi dòng điện biến thiên điều hòa cùng tần số góc như điện áp đặt vào đoạn mạch, điện tích hai đầu tụ điện. Những kiến thức này là nền tảng lý thuyết để ứng dụng vào ngành KHKT. Mảng thứ hai từ bài 20 đến bài 23, có kiến thức cơ bản là sự vận dụng các định luật về điện từ, đặc biệt là cảm ứng điện từ vào việc sản xuất, truyền tải và sử dụng điện năng. Những kiến thức đề cập ở chương này có tầm quan trọng rất lớn về thực tiễn vì đó là những ứng dụng phổ biến của hiện tượng điện trong cuộc sống hiện nay. Hầu hết các thiết bị, sản phẩm liên quan đến nguyên lý của điện học đều xuất phát từ đây, ví dụ như chế tạo các loại máy phát điện, các sản phẩm máy biến áp, các đồ dùng gia dụng về điện…. Vì vậy nếu xây dựng được một số chủ đề dạy học STEM ở phần này

nhằm định hướng tư duy một cách tích cực thì sẽ có tác dụng tốt trong việc phát triển các năng lực cốt lõi và năng lực đặc thù của môn học.

3.2. Đề xuất một số chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11,12 THPT

Dựa vào nhu cầu thực tiễn của cuộc sống mà HS cần khám phá, kết hợp với nội dung kiến thức chương trình SGK Vật lý 11,12 phần điện học, GV có thể xây dựng được rất nhiều chủ đề dạy học STEM. Tuy nhiên khi lựa chọn, xây dựng và thực hiện các chủ đề STEM này thì GV cần lưu ý không nên để ảnh hưởng đến thời lượng dạy học của bộ môn, xáo trộn nhiều kiến thức trong chương trình dạy học. Sau khi học xong chủ đề STEM, HS phải nắm được các chuẩn kiến thức, kĩ năng được quy định trong chương trình THPT, các chủ đề STEM khai thác phù hợp với điều kiện thực tiễn dạy học của nhà trường, trình độ của HS. Trên cơ sở đó, chúng tôi đề xuất một số chủ đề STEM phần điện học Vật lý 11,12 mà theo chúng tôi là phù hợp trong quá trình dạy học tại trường phổ thông.

3.2.1. Đề xuất xây dựng một số chủ đề STEM cơ bản chương 2 “Dòng điện không đổi” Vật lý 11, chương 3 “ Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12

Trong quá trình triển khai, chúng tôi đã đề xuất 10 chủ đề như sau:

TT Chủ đề thực tiễn

Kiến thức, kỹ năng môn Vật lý có liên quan

1 Pin điện hóa sáng tạo

Bài 7. Dòng điện không đổi. Nguồn điện – Vật lý 11

2 Đèn ngủ từ cổng sạc điện thoại, loa đài Bài 18: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điốt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của Tranzio – Vật lý 11, Bài 16 Truyền tải điện năng, máy biến áp – Vật lý 12

3 Máy bắt muỗi sáng tạo Bài 9- Vật lý 11

Các hệ thống điều khiển bằng dòng điện với nguồn pin Từ bài 7 đến bài 10 chương 2 - Vật lý 11

5 Máy hạ áp AC 220V xuống DC 12V

không dùng biến áp

Bài 18. Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điốt bán dẫn- Vật lý 11, Bài 6. Tụ điện

6 Chế tạo mạch tụ khuếch đại điện áp Bài 6. Tụ điện - Vật lý 11

Bài 8. Năng lượng điện trường

7 Chế tạo các mạch điều khiển Từ bài 11 đến bài 15 – Vật lý11

7 Máy biến áp và ứng dụng của máy biến

áp Bài 16. Truyền tải điện năng, máy biến áp - Vật lý 12

7 Hệ thống truyền tải điện năng

Bài 16. Truyền tải điện năng, máy biến áp – Vật lý 12

8 Máy phát điện xoay chiều

Bài 17. Máy phát điện xoay chiều – Vật lý 12

10 Động cơ điện và các ứng dụng của

động cơ điện trong đời sống Bài 18. Động cơ không đồng bộ ba pha – Vật lý 12

Với các chủ đề STEM cơ bản được xây dựng trên cơ sở kiến thức thuộc phạm vi các môn khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán trong chương trình giáo dục phổ thông. Các sản phẩm chủ đề STEM này thường đơn giản, bám sát nội dung SGK và thường được xây dựng trên cơ sở các nội dung thực hành, thí nghiệm trong chương trình GDPT.

3.2.2. Đề xuất xây dựng một số chủ đề STEM mở rộng phần điện học Vật lý 11, 12 THPT

Chủ đề STEM mở rộng có những kiến thức nằm ngoài chương trình GDPT và SGK. Những kiến thức đó GV hướng dẫn để HS tự tìm hiểu và nghiên cứu từ tài liệu chuyên ngành. Sản phẩm STEM loại hình này có độ phức tạp cao hơn.

Ở nội dung này, chúng tôi đã triển khai 5 chủ đề như sau:

TT Chủ đề thực tiễn

Kiến thức, kỹ năng Vật lý liên quan Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa R. Dòng điện trong chất bán dẫn, Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.

Các thiết bị cảnh báo, bảo vệ, điều khiển bằng điện Chế tạo các thiết bị dùng pin năng lượng mặt Trời: ô tô đồ chơi năng lượng mặt trời, bếp năng lượng mặt trời Đèn cảm ứng tự động mở, tắt 3

Xe ô tô điều khiển bằng công tắc đảo chiều

Phanh điện từ - an toàn giao thông 5

Công nghệ cảm ứng chuyển động. Mạch điện một chiều mắc song song, định luật Ôm cho toàn mạch, chuyển hóa năng lượng Dòng điện Fu-cô, định luật Len- xơ, lực từ, từ trường.

Tùy theo mục đích xây dựng chủ đề, GV có thể sử dụng chủ đề STEM cơ bản để xây dựng kiến thức mới, điều này có nghĩa là HS muốn hoàn thành

nhiệm vụ học tập thì phải tự chiếm lĩnh các kiến thức có liên quan. Hoặc có thể sử dụng các chủ đề STEM cơ bản và chủ đề STEM mở rộng để vận dụng, rèn luyện các kiến thức, kĩ năng sau một chủ đề hoặc một chương học. Sau khi giải quyết vấn đề học tập, HS sẽ có những kiến thức sâu sắc hơn, nhớ được lâu hơn và áp dụng được nhiều hơn vào thực tiễn cuộc sống.

4.Tổ chức dạy học một số chủ đề STEM phần điện học Vật lý 11, 12 THPT

Trong 15 chủ đề mà chúng tôi đã đề xuất để dạy học một số bài học Vật lý thuộc chương trình THPT hiện hành theo phương thức STEM như đã giới thiệu trên đây, trong quá trình tổ chức dạy học, chúng tôi đã tổ chức cho HS thực hiện thông qua nhiều hình thức như lồng ghép dạy học chủ đề STEM vào một số tiết học trên lớp, dạy học dự án, các hoạt động trải nghiệm như: tổ chức câu lạc bộ Vật lý, hoạt động ngoại khóa, giao nhiệm vụ về nhà cho HS dưới sự hướng dẫn của GV. Trong SKKN này chúng tôi lựa chọn giới thiệu và xin được trình bày cụ thể quá trình tổ chức dạy học 4 chủ đề STEM với các hình thức dạy học như đã nói trên như sau. 4.1. Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Pin điện hóa sáng tạo”

Chủ đề pin điện hóa là một trong những chủ đề STEM điển hình được giới thiệu trên nhiều tài liệu tập huấn, tạp chí, thường được tổ chức dạy học dưới hình thức dạy học dự án theo định hướng STEM trong thời gian 02 tiết trên lớp và 1 tuần làm việc ở nhà. Căn cứ vào điều kiện dạy học của nhà trường, nội dung kiến thức bài học chúng tôi mạnh dạn thiết kế, tổ chức dạy học lại chủ đề STEM “Pin điện hóa sáng tạo” lồng ghép trong một tiết học khi dạy học bài 7- Dòng điện không đổi – Vật lý 11 (tiểu mục 1. Pin điện hóa thuộc mục V. Pin và Acquy thuộc tiết 2- bài 7- Dòng điện không đổi – trong PPCT Vật lý 11).

Để thực hiện được điều này, sau khi HS đã học xong tiết 1 (hết phần IV- bài 7 SGK Vật lý 11) GV giao nhiệm vụ về nhà cho HS tìm hiểu các kiến thức về các nguồn điện một chiều như pin và acquy gồm các nội dung: cấu tạo, nguyên lý hoạt động, công dụng. Ở tiết 2, GV dành thời gian 45 phút trên lớp để HS thực hiện chủ đề STEM “Pin điện hóa sáng tạo”.

4.1.1. Lí do chọn chủ đề

Pin điện hóa là nguồn điện gần gũi trong đời sống hằng ngày, cung cấp năng lượng cho nhiều thiết bị, dụng cụ quen thuộc như đồng hồ, điều khiển ti vi, đèn pin…. Về nguyên lý cấu tạo của pin điện hóa, HS đã được học trong SGK (hai cực có bản chất khác nhau ngâm trong dung dịch điện phân). Vấn đề đặt ra là, ngoài những vật liệu, hóa chất trình bày như trong SGK, GV hướng dẫn để HS suy nghĩ xem trong thực tế còn có cách nào tạo ra pin điện hóa? Dưới sự gợi ý của GV, HS sẽ phát hiện ra trong thực tế gần gũi, các loại củ quả như chanh, khoai tây, táo, cam… và các loại muối ăn, dấm ăn là những thực phẩm rất quen thuộc với đời sống chúng ta, ngoài cung cấp nguồn thực phẩm bổ dưỡng chúng còn có thể trở góp phần tạo thành những nguồn điện rất thân

thiện với môi trường. Vấn đề tưởng chừng đơn giản, nhưng có tác dụng rất lớn trong việc giúp HS rèn luyện tư duy khoa học, kính thích trí tò mò, khám phá, sáng tạo của các em.

4.1.2. Mục tiêu của chủ đề

- HS trình bày được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các nguồn điện

một chiều gồm pin và acquy.

- Trình bày được nguyên lý tạo ra pin điện hóa từ các củ quả dễ tìm trong

cuộc sống, cơ chế hoạt động của 1 cục pin.

- Vận dụng được các kiến thức trong chủ đề và kiến thức đã biết để thiết kế, chế tạo pin điện hóa từ củ quả thân thiện với môi trường thắp sáng đèn led có tính ứng dụng được trong đời sống hằng ngày.

- Phát triển các phẩm chất (thái độ tích cực, hợp tác, yêu thích, say mê khoa học, có ý thức bảo vệ môi trường), các năng lực chung (năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, giao tiếp và hợp tác, tự chủ và tự học) cho HS.

4.1.3. Kiến thức STEM trong chủ đề

Công nghệ (T)

Khoa học (S) Kỹ thuật (E) Toán học (M) Tên sản phẩm

Pin điện hóa Quy trình chế tạo pin điện hóa.

Thiết kế bản vẽ kĩ thuật, sử dụng các nguyên vật liệu dễ tìm, an toàn thực phẩm: chanh, khế chua, khoai tây,… Định lượng và định tính các nguyên vật liệu cần thiết để chế tạo pin điện hóa.

Vật lý: Dòng điện không đổi. Nguồn điện; Dòng điện trong chất điện phân. Hóa học: Sự điện ly, quá trình oxi hóa- khử

4.1.4. Chuẩn bị

Mỗi nhóm chuẩn bị các dụng cụ và vật liệu cần thiết chế tạo các pin điện hóa như sau:

Vật liệu chuẩn bị Hình ảnh minh họa

04 quả chanh, 04 củ khoai tây, 02 quả khế chua, 01 thanh nhôm, 01 thanh sắt (đinh sắt), 20 cm dây điện đôi, 01 đèn led.

4.1.5. Thiết kế hoạt động học tập

Hoạt động 1: Tìm hiểu chung về các nguồn điện một chiều pin và acquy

Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS

Đại diện các nhóm HS báo cáo nội dung được giao về nhà qua bài trình powerpoint về các thuyết nguồn điện một chiều như pin và acquy.

Các nhóm còn lại phản biện, thảo

luận và ghi chép nhận xét của GV. GV tổ chức cho đại diện các nhóm HS báo cáo, thảo luận kết quả thực hiện nhiệm vụ về nhà: tìm hiểu, nghiên cứu về cấu tạo, nguyên lí hoạt động công dụng của các nguồn điện một chiều như pin và acquy thuộc tiểu mục 1. Pin điện hóa (mục V- Pin và Acquy - bài 7 SGK Vật lý 11).

Kết quả sản phẩm các nhóm (bài thuyết trình) được GV thu lại để đánh giá.

Nhận xét, đánh giá kết quả các nhóm. Chốt lại kiến thức cần nắm về các nguồn điện pin và acquy.

Hoạt động 2: Đề xuất các phương án chế tạo pin điện hóa

GV đặt vấn đề:

- HS vận dụng các kiến thức đã được tìm hiểu về pin điện hóa trong SGK để đề xuất các phương án chế tạo pin điện hóa. HS có thể đề xuất các phương án sau đây:

+ Phương án 01. Chế tạo pin điện hóa từ dung dịch muối ăn NaCl và 2 bản cực đồng, sắt.

+ Phương án 02. Chế tạo pin điện hóa từ dung dịch dấm ăn và 2 bản cực đồng, sắt.

- + Phương án 03 (HS có thể không đề xuất được phương án này): Chế - - - Các nguồn điện một chiều được sử - dụng rộng rãi trong thực tế gồm pin - điện hóa (thực chất gồm hai cực có bản - chất khác nhau được ngâm trong dung - dịch chất điện phân như axit, bazo, - muối…) và acquy (nguồn điện hóa học - hoạt động dựa trên phản ứng thuận nghịch). Trong đó pin điện hóa là một nguồn điện gần gũi với chúng ta, cung cấp năng lượng cho nhiều thiết bị, dụng cụ quen thuộc như đồng hồ, các loại điều khiển, đèn pin…. Ngoài những vật liệu, hóa chất trình bày như trong SGK, các em hãy suy nghĩ xem trong thực tế còn có cách nào tạo ra pin điện hóa từ các vật liệu dễ tìm? - Tổ chức cho HS thảo luận, đề xuất các phương án chế tạo pin điện hóa. - GV nhận xét các phương án đã đưa ra, tất cả các phương án đều đúng, có tính

tạo pin điện hóa từ các dung dịch có tính axit như chanh và một số củ quả.

khả thi. Vấn đề đặt ra là, ngoài những vật liệu, hóa chất trình bày như trong SGK như các em đã đề xuất, hãy suy nghĩ xem trong thực tế còn có cách nào tạo ra pin điện hóa?

Hoạt động 3: Tiến hành chế tạo “pin chanh”

- Giải quyết vấn đề: HS thảo luận, huy động kiến thức Vật lý về cấu tạo pin điện hóa, cách mắc mạch điện kín để đèn led sáng, kiến thức Hóa học về phản ứng oxi hóa- khử để trả lời các câu hỏi trên.

- - Nêu vấn đề: GV đưa ra 1 số quả chanh và 2 thanh kim loại khác nhau (nhôm và sắt đã chuẩn bị). Tại sao từ vài quả chanh và 2 thanh kim loại khác nhau về bản chất có thể thắp sáng đèn led? Chúng đóng vai trò gì? Tại sao phải chọn 2 thanh kim loại khác nhau về bản chất? Giống nhau được không? Ta có thể thay chanh bằng các loại quả khác không?

1. - Ta có thể tạo ra nguồn điện từ 2 thanh kim loại có bản chất khác nhau như nhôm và sắt và dung dịch điện phân có trong quả chanh. Không chỉ chanh mà các loại hoa quả khác như khoai tây, táo, cam… chứa nhiều axit cũng có thể tạo ra nguồn điện tự nhiên sẵn có nhưng thường dùng nhất là chanh vì nó chứa nhiều axit citric hơn cả.

2. + Thiết kế bản vẽ chế tạo “pin

chanh”. + Yêu cầu các nhóm tiến hành hoạt động, lập quy trình chế tạo pin chanh. - + HS tiến hành làm “Pin chanh”:

Bước 1: Chuẩn bị nguyên liêụ

Bước 2: Cắm thanh sắt và thanh nhôm vào các quả chanh sao cho 2 thanh này tách rời, không chạm vào nhau (hình 6).

Bước 3: Dùng dây dẫn nối 2 thanh kim loại với nhau (hình 7).

Bước 4: Nối đầu còn lại của 2 dây vào 2 chân chứa đèn led, quan sát hiện tượng (hình 8).

Hình 8 Hình 7 Hình 6

Hoạt động 3: Kiểm tra độ sáng đèn led khi thực hiện “pin chanh” với số lượng khác nhau. So sánh độ sáng đèn khi thay thế chanh bằng khoai tây và khế chua.

- - GV hướng dẫn HS làm thí nghiệm pin chanh với số lượng khác nhau. - Tổ chức phân công các nhóm làm thí nghiệm với pin khoai tây và pin khế. - Nhận xét độ sáng đèn led đối với - từng loại pin. Theo dõi thời gian đèn - led sáng. - - * GV nhấn mạnh cho HS những vấn

đề: - Dùng kiến thức về thống kê toán học làm pin chanh với số lượng 02 quả, 04 quả, 06 quả. Từ đó tính toán được số lượng chanh phù hợp với mục đích sử dụng. - Tiến hành làm “ pin khoai tây” - Tiến hành làm “ pin khế”. - Quan sát, nhận xét độ sáng của đèn led đối với từng loại pin.

- - + Độ sáng đèn led giảm dần từ “pin chanh”, “pin khế”, “pin khoai tây”, chứng tỏ độ sáng của đèn tỉ lệ với hàm lượng axit trong dung dịch điện phân. - + Cũng như pin chanh, pin khế, pin khoai tây độ sáng của đèn cũng tăng theo số lượng khi mắc các pin này nối tiếp với nhau. Như vậy các pin (nguồn điện) mắc nối tiếp với nhau thì cho ta các suất điện động càng lớn, cường độ dòng điện qua đèn càng mạnh.

- + Sau một thời gian đèn led sẽ tắt, lúc này pin hết điện không thể sử dụng lại được. Trong khi đó acquy hết điện có thể nạp điện nhiều lần để sử dụng. Đây là điểm cơ bản để phân biệt pin và acquy.

Hoạt động 4: Tổ chức hoạt động đánh giá, tổng kết chủ đề pin điện hóa

+ GV tổ chức cho HS tự nhận xét, đánh giá các sản phẩm của nhóm mình và nhóm bạn theo phiếu đánh giá.

+ GV nhận xét, tóm tắt nội dung chính của chủ đề, các kiến thức bài học cần nắm được sau khi học xong chủ đề pin điện hóa.

+ GV khuyến khích mỗi HS sau khi học chủ đề này hãy tự chế tạo ra những chiếc pin điện hóa phục vụ trong sinh hoạt gia đình mình khi cần thiết.

Hình 9. Một số sản phẩm pin điện hóa của các nhóm HS lớp 11 thực hiện

4.2.Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Máy bắt muỗi sáng tạo”

 Hình thức tổ chức: Hoạt động ngoại khóa ngoài giờ lên lớp tại

phòng thực hành bộ môn Vật lý.

 Thời gian tổ chức: 90 phút  Đối tượng tham gia: HS lớp 11,12

4.2.1. Lí do chọn chủ đề

Vào mùa xuân và mùa hè là thời điểm muỗi phát triển rất mạnh có thể gây nên dịch sốt xuất huyết. Trong các biện pháp phòng chống dịch sốt xuất huyết thì biện pháp an toàn cho sức khỏe được khuyến cáo là diệt muỗi. Hiện nay trên thị trường có nhiều loại máy bắt muỗi nhưng giá cả không phải chiếc máy bắt muỗi nào cũng phù hợp với điều kiện của mỗi gia đình. Trong khi đó, tự làm máy bắt muỗi tận dụng từ các vật liệu đơn giản, sẵn có không những hạn chế dịch sốt xuất huyết, đồng thời còn giúp HS lĩnh hội và tiếp thu được nhiều kiến thức bổ ích như: tập tính ưa sáng của muỗi, nguyên lý bắt muỗi bằng quạt, mạch điện một chiều.... 4.2.2. Mục tiêu của chủ đề

- HS biết được tập tính ưa sáng lạnh của muỗi, vận dụng được kiến thức về mạch điện 1 chiều, cách mắc mạch điện 1 chiều có sử dụng quạt 12 V để chế tạo máy bắt muỗi.

- Thiết kế bản vẽ mô hình máy bắt muỗi, từ đó chế tạo, lắp ráp được máy bắt muỗi theo phương án thiết kế. Máy bắt muỗi sáng tạo có ba công dụng bắt muỗi, chiếu sáng, quạt mát, tự làm với các vật liệu dễ tìm, gia công, chế tạo đơn giản, có tính khả thi diệt được nhiều muỗi.

- Phát triển các phẩm chất (thái độ tích cực, hợp tác, yêu thích, say mê khoa học, có ý thức bảo vệ môi trường, ý thức phòng chống dịch bệnh, giữ gìn sức khỏe), các năng lực chung (năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, giao tiếp và hợp tác, tự chủ và tự học) cho HS.

4.2.3. Kiến thức STEM trong chủ đề

Khoa học Kỹ thuật Toán học

Tên sản phẩm Công nghệ (T) (S) (E) (M)

Quy trình lắp ráp máy bắt muỗi Đo được kích thước hộp nhựa cần cắt.

Máy bắt muỗi Vật lý: Mạch điện một chiều mắc nối tiếp, bộ nguồn pin mắc nối tiếp.

Thiết kế bản vẽ kĩ thuật. Biết sử dụng các dụng cụ máy khoan, mỏ hàn, đèn led, quạt hút.

Sinh học: Tập tính ưa sáng lạnh của muỗi

4.2.4. Chuẩn bị

Mỗi nhóm chuẩn bị các dụng cụ, nguyên vật liệu để chế tạo máy bắt muỗi sáng tạo như sau:

Vật liệu chuẩn bị Hình ảnh minh họa

01 quạt DC, 01 công tắc, 01 đèn led, 01 motor, dây điện đôi, 02 hộp nhựa, keo dán, dây điện, nguồn điện 1 chiều (pin).

4.2.5. Thiết kế hoạt động học tập

Hoạt động 1: Đặt vấn đề, giao nhiệm vụ thực hiện chủ đề

Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS

+ Đặt vấn đề: Mùa xuân, mùa hè là thời điểm + HS thảo luận trả lời các

muỗi phát triển rất dễ gây ra bệnh sốt xuất huyết. Hãy tìm biện pháp diệt muỗi góp phần khống chế dịch bệnh sốt xuất huyết? phương án diệt muỗi: Phun lăng thuốc diệt muỗi, diệt quăng, sử dụng máy bắt muỗi.

+ GV phân tích cho HS các ưu điểm, nhược điểm của các phương án. Đối với phương án sử dụng máy bắt muỗi, hiện nay trên thị trường có nhiều loại máy (có thể trình chiếu cho HS xem các mẫu mã, giá cả), tuy nhiên bằng các vật liệu đơn giản, dễ tìm các em hoàn toàn có thể tự mình chế tạo ra được máy bắt muỗi với 3 công dụng: bắt muỗi, chiếu sáng (làm đèn ngủ) hoặc quạt mát.

Hoạt động 2: Thiết kế phương án chế tạo máy bắt muỗi

GV tổ chức cho HS xem video chế tạo máy bắt muỗi sáng tạo.

Giao nhiệm vụ: Từ các vật liệu dễ tìm: motor, cánh quạt, đèn led, pin, hộp nhựa…hãy thiết kế phương án chế tạo máy bắt muỗi.

+ HS thảo luận theo nhóm vẽ sơ đồ mạch điện có motor, cánh quạt, đèn led, công tắc và pin. + Thiết kế bản vẽ máy bắt muỗi. + Tổ chức cho đại diện các nhóm HS trình bày bản vẽ chế tạo máy bắt muỗi.

+ GV và các nhóm thống nhất phương án thiết kế máy bắt muỗi phù hợp với dụng cụ, vật liệu sẵn có.

Hoạt động 3: Gia công, lắp ráp và thử nghiệm máy bắt muỗi

- Các nhóm chuẩn bị các dụng cụ, vật liệu cần thiết như trên. - Các nhóm tiến hành gia công, lắp ráp máy bắt muỗi theo phương án thiết

kế đã thống nhất.

Bước 1: Cắt lấy phần đáy ống nhựa (hộp đựng thức ăn) khoảng 10 cm. Lấy

phần đáy đục các lỗ nhỏ để thông khí.

Lấy một tấm nhựa cắt thành hình tròn có đường kính bằng đường kính của

hộp nhựa đục các lỗ nhỏ và dán vào phần phía dưới của hộp nhựa (hình 10).

Bước 2: Lắp cánh quạt có gắn motor vào đầu trên của hộp nhựa, dùng keo

dán chặt cố định. Luồn 2 đầu dây ra ngoài.

Bước 3: Lắp 2 chân đèn led với 2 đầu dây của quạt (hình 11). Bước 4: Đưa 2 đầu dây ra ngoài mắc vào nguồn điện một chiều (pin). Lắp

phần đáy hộp với phần đầu (hình 12).

Bước 4: Vận hành máy bắt muỗi, sử dụng tờ giấy hoặc bật lửa để kiểm tra độ hút của máy bắt muỗi. Nếu đèn led không sáng hay hút yếu thì các nhóm cần gia công lại máy bắt muỗi.

Hình 11 Hình 12 Hình 10

Hình 13. Hình ảnh HS phổ thông lắp ráp và vận hành máy bắt muỗi

Hoạt động 4: Nhận xét, đánh giá chủ đề máy bắt muỗi sáng tạo

+ GV tổ chức cho HS tự nhận xét, đánh giá các sản phẩm của nhóm mình và nhóm bạn theo phiếu đánh giá.

+ GV nhận xét, tóm tắt nội dung chính của chủ đề, các kiến thức, kỹ năng cần nắm được sau khi học xong chủ đề máy bắt muỗi sáng tạo.

+ GV khuyến khích mỗi HS sau khi học chủ đề này hãy tự chế tạo ra những chiếc máy bắt muỗi từ các dụng cụ đơn giản phục vụ trong sinh hoạt gia đình.

4.3.Tổ chức dạy học dự án chủ đề STEM “Máy phát điện xoay chiều ”

Trong quá trình rà soát nội dung chương trình SGK chúng tôi thấy nội dung kiến thức chương 3 “Dòng điện xoay chiều” Vật lý 12 (Bài 17- Máy phát điện xoay chiều) và chương 6 “Máy điện ba pha” Công nghệ 12 (Bài 25 – Máy điện xoay chiều ba pha) có nhiều điểm tương đồng, trùng lặp về kiến thức. Vì vậy có thể tổ chức dạy học dự án liên môn chủ đề “ Máy phát điện xoay chiều” theo định hướng STEM.

Trong PPCT môn học, Bài 17 – Máy phát điện xoay chiều - Vật lý 12 được tổ chức dạy học ở học kì 1 trong khi đó bài 25 – Máy điện xoay chiều ba pha – Công nghệ 12 được tổ chức dạy học ở học kì 2. Căn cứ vào trình độ nhận

thức của HS đồng thời không làm phát sinh thêm thời gian dạy học tại trường, chúng tôi đã tiến hành tổ chức dạy học dự án chủ đề STEM “Máy phát điện xoay chiều” với thời lượng 02 tiết trên lớp học ở học kì 1 khi HS học đến bài 17 Vật lý 12.

Chúng tôi xin trình bày cụ thể việc tổ chức dạy học dự án chủ đề như sau.

4.3.1. Lí do chọn chủ đề:

Máy phát điện xoay chiều là những thiết bị cung cấp dòng điện xoay chiều. Đây là nguồn điện năng chủ yếu phục vụ trong sinh hoạt đời sống hằng ngày của chúng ta. Tuy nhiên HS thường không để ý hoặc khó hình dung, ngại tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của loại máy phát điện xoay chiều bởi hình dạng bề ngoài phức tạp, khồng kềnh của máy. Vì vậy nhằm giúp HS tiếp cận các kiến thức về máy phát điện xoay chiều một cách đơn giản, dễ hiểu dự án dạy học theo định hướng STEM “Máy phát điện xoay chiều” là một hình thức dạy học phù hợp, hiệu quả.

4.3.2. Mục tiêu của chủ đề

- HS trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều. So sánh được điểm giống và khác nhau về cấu tạo của máy phát điện xoay chiều một pha và máy phát điện xoay chiều ba pha. Ứng dụng của từng loại trong đời sống.

- Trình bày được các phương án chế tạo máy điện xoay chiều từ các nguồn

năng lượng trong tự nhiên.

- Vận dụng các kiến thức đã biết về các môn học STEM và được hướng dẫn để thiết kế, chế tạo các mô hình máy phát điện xoay chiều một pha đơn giản bằng các vật liệu dễ tìm.

- Khai thác được các thông tin trên mạng, báo chí để thấy được ảnh hưởng

của việc sản xuất điện đến môi trường tự nhiên và đời sống.

- Đề xuất được các biện pháp sử dụng điện an toàn, tiết kiệm, hiệu quả.

- Phát triển các phẩm chất (thái độ tích cực, hợp tác, yêu thích, say mê khoa học, ý thức bảo vệ môi trường, ý thức sử dụng có hiệu quả, tiết kiệm nguồn điện năng), các năng lực chung (năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, giao tiếp và hợp tác, tự chủ và tự học) cho HS. 4.3.3. Các kiến thức STEM trong chủ đề

Tên sản phẩm Khoa học (S) Công nghệ(T) Kỹthuật(E) Toán học (M)

Máy phát điện xoay chiều

Vật lý: Hiện cảm tượng ứng điện từ.

Thiết kế bản vẽ kĩ thuật. Biết sử dụng các dụng cụ mỏ Quy trình lắp ráp mô hình máy điện phát Đo được kích chiều thước dài, chiều rộng của các

hàn, đèn led… xoay chiều.

thanh gỗ, đế gỗ, kích thức của các bánh quay.

4.3.4. Chuẩn bị

GV, HS chuẩn bị các mô hình, đồ dùng dạy học, dụng cụ bài học như sau:

Chuẩn bị đồ dùng dạy học Hình ảnh đồ dùng

Dinomo xe đạp

Đèn pin

Mô hình máy phát điện xoay chiều 1 pha

Mô hình máy phát điện xoay chiều ba pha

4.3.5. Thiết kế hoạt động học tập dự án STEM “Máy phát điện xoay chiều”

Tiết 1 – Thời gian 45 phút

Hoạt động 1: Lập kế hoạch thực hiện dự án

Bước 1: Khởi động dự án

+ GV chuẩn bị 01 đèn pin. Bật đèn pin sáng.

+ Có thể đặt câu hỏi:

Đây là cái gì? Nguồn năng lượng nào đã cung cấp cho bóng đèn sáng?

(Đây là đèn pin, nguồn năng lượng cung cấp cho nó là nguồn điện chiều - pin).

Quan sát bóng đèn đang sáng trên lớp học chúng ta. Thiết bị nào đã cung cấp nguồn năng lượng cho bóng đèn sáng? (HS có thể dự đoán được đó là máy phát điện xoay chiều). Thiết bị này hoạt động như thế nào? Ảnh hưởng của nó đến đời sống và môi trường ra sao? GV dẫn dắt HS đi vào dự án học tập.

Bước 2: Lập kế hoạch thực hiện dự án trên lớp

Nội dung Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS

+ Xem video và trả lời các câu hỏi của GV.

Tìm hiểu về cấu tạo chung, nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều + GV cho HS xem một đoạn video về hoạt động của một mô hình máy phát điện xoay chiều.

tạo ra

+ Như vậy để tạo ra máy phát điện xoay chiều cần có 2 bộ phận chính: Các nam châm từ trường, cuộn dây sinh ra dòng điện. Hai bộ phận này chuyển động tương đối với nhau.

+ Đặt câu hỏi: Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều? Để tạo ra được máy phát điện xoay chiều cần phải có những vật liệu cơ bản nào?

Giới thiệu về dự án

Nhận thức về dự án học tập cần triển khai

Trên cơ sở HS đã có những kiến thức về máy phát điện xoay chiều GV giới thiệu về nhiệm vụ dự án học tập: Máy phát điện xoay chiều có 2 loại: máy phát điện xoay chiều một pha và máy phát điện xoay chiều ba pha. Em hãy chế tạo ra các máy phát điện xoay chiều. Chỉ rõ nó thuộc loại máy phát điện

xoay chiều nào?

Như vậy trong quá trình chế tạo máy phát điện xoay chiều HS phải tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha?

Xây dựng ý tưởng của dự án

+ Huy động các vốn hiểu biết cá nhân, trang mạng, thực tế để thảo luận và tìm ra ý tưởng chế tạo máy phát điện.

+ Đặt vấn đề: Có thể sử dụng các nguồn năng lượng sạch, sẵn có trong tự nhiên để chế tạo ra máy phát điện xoay chiều được không? + Chia sẻ ý tưởng

+ Phân chia nhóm, yêu cầu các nhóm thảo luận.

Có thể sử dụng các nguồn năng lượng gió, nước… để làm quay tua bin tạo ra máy phát điện.

+ Tổ chức cho HS phát triển ý tưởng chế tạo máy phát điện từ các vật liệu đơn giản.

+Thống nhất ý tưởng + Có thể chế tạo máy phát điện xoay chiều theo các phương án sau:

Máy phát điện xoay chiều lượng gió bằng năng (máy phát điện gió).

Máy phát điện xoay chiều bằng cơ năng tay quay (máy phát điện xoay chiều tay quay)

Lập kế hoạch thực hiện dự án

+ Trên cơ sở các ý tưởng đã thống nhất, GV gợi ý lên kế cho các nhóm hoạch thực hiện dự án.

thực hiện, phương

+ Các nhóm thảo luận, lên kế hoạch thực hiện (nhiệm vụ, nhiệm vụ thời người lượng, pháp, phương tiện, sản phẩm). + Yêu cầu sản phẩm của dự án:

+ Thiết kế mô hình

+ Chế tạo mô hình

Bài ghi chép các kiến thức tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều một pha và máy phát điện xoay chiều + Thiết kế powperpoint và trình bày.

ba pha.

Mô hình máy phát điện xoy chiều kèm theo bản phương án thiết kế.

Bài thuyết trình về sự ảnh hưởng của việc sản xuất điện đến môi trường tự nhiên.

Hoạt động 2: Thực hiện dự án và xây dựng sản phẩm (1 tuần làm việc ở nhà)

Bước 1: Thiết kế mô hình chế tạo máy phát điện xoay chiều đơn giản

+ Các nhóm nghiên cứu tài liệu SGK Vật lý 12 bài 17 – Máy phát điện xoay chiều, SGK Công nghệ 12 bài 25 – Máy điện xoay chiều ba pha, máy biến áp ba pha và các kiến thức về máy phát điện xoay chiều trên sách, báo, internet… ở nhà để hiểu rõ nguyên lý hoạt động của các máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha.

+ Vận dụng các kiến thức, kĩ năng về Vật lý, Công nghệ, Toán học xây dựng các phương án thiết kế bản vẽ mô hình máy phát điện xoay chiều đơn giản.

Nhóm 1,2: Chế tạo máy phát điện xoay chiều điện gió

Nhóm 3,4: Chế tạo mô hình máy phát điện xoay chiều tay quay.

Sản phẩm cần đạt:

+ Bài ghi cá nhân về các kiến thức bài học, kiến thức tìm hiểu được về máy phát điện xoay chiều, máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha.

+ Bản vẽ thiết kế phương án chế tạo mô hình máy phát điện xoay chiều và bản thuyết minh kèm theo.

Bước 2: Chế tạo mô hình máy phát điện xoay chiều đơn giản

Sau đây chúng tôi xin giới thiệu một số mô hình của HS lớp 12A3 trường

THPT Lê Viết Thuật chế tạo máy phát điện xoay chiều.

Tên sản phẩm Vật liệu sử dụng Nguyên tắc hoạt

động Cách tiến hành lắp ráp

Máy phát điện xoay chiều quay tay cổng USB

Các xe bánh truyền động, dây chun, nam châm và cuộn dây đồng cổng (motor), Tay quay truyền động tới bánh xe qua dây cu roa làm quay trục động cơ sinh ra Bước 1: Cắt gọt các thanh kim loại tạo thành các hình chữ nhật theo tính toán của bản vẽ.

USB, đế gỗ, thanh gỗ, dây điện đôi

Bước 2: Dùng keo dán các thanh theo tạo khung hình 14.

Bước 3: Lắp các bánh xe, tay quay và động cơ phát điện hình 15. dòng điện xoay chiều. Dòng điện được tới đưa cổng USB có thể dùng để thắp sáng đèn led, sạc điện thoại, máy tính.

Bước 4: Đấu 2 đầu vào của motor cổng sạc hình 16.

Bước 5: Sử dụng dây (dây chun curoa) vòng qua các bánh xe. Dùng tay quay làm quay các vòng tròn để quay trục của máy phát. Vận hành sản phẩm.

Phương án 01:

Bước 1: Lắp nguồn điện vào đế khung hình 18. Máy phát điện xoay chiều điện gió

02 động cơ, 04 pin, công tác, 02 quạt, dây điện đôi, các thanh gỗ, đế gỗ

Bước 2: Lắp các thanh gỗ để tạo ra khung của máy hình 19.

Bước 3: Lắp các động cơ vào các trục của khung, 2 cánh quạt vào trục của động cơ hình 20. Năng lượng gió được lấy từ cánh quạt thứ nhất nhờ nguồn điện (04 chiếc pin) qua động cơ điện. Gió làm quay cánh quạt thứ hai nên làm quay trục của động cơ (máy phát điện) từ đó tạo ra dòng điện thắp sáng bóng đèn led.

Bước 4: Đấu 2 đầu dây điện của động cơ 1 với công tắc vào nguồn pin, 2 dầu dây điện của

động cơ thứ 2 vào 2 chân của đèn led.

Bước 5: Bật công tắc để vận hành hình 21.

Bước 1: Cắt miếng xốp để tạo đế của máy phát điện hình 22.

Phương án 02: Xốp, động cơ (có nam châm), ống bia lon, đui đèn, cánh quạt nhựa, ống nhựa đường kính 5cm, đèn led, dây nối. Bước 2: Dùng ống bia lon cắt thành hình quạt cánh hình 23.

Bước 3: Chế tạo đuôi hướng gió. Gắn đui đèn và ống nhựa. Cắt miếng nhựa tấm thành hướng gió và gắn vào một đầu ống hình 24.

Gió được lấy trong thiên nhiên nhờ cánh hướng gió làm quay trục tua bin của động cơ. Nhờ cấu tạo bên trong của động cơ gồm các cuộn đặt dây trong từ trường của nam châm, khi trục tua bin quay tức là làm quay các cuộn từ dây trong trường sinh ra dòng điện cảm ứng thắp làm sáng bóng đèn led.

Bước 4: Đấu hai đầu ra của động cơ điện với 2 chân đèn led. Trục của động cơ với cánh quạt hình 25.

Bước 5: vận hành

Đặt động cơ trước chỗ nhiều gió để lấy gió hoặc nếu trời không có gió có thể lấy gió từ một cánh quạt làm quay tua bin thắp sáng bóng đèn hình 26.

Hình ảnh các bước chế tạo các mô hình máy phát điện xoay chiều một pha.

Hình 14

Hình 15

Hình 16

Hình 17

 Máy phát điện xoay chiều quay tay cổng USB

 Máy phát điện xoay chiều điện gió

Hình 21

Hình 18

Hình 19

Hình 20

Phương án 01

Hình 24

Hình 23

Hình 22

Hình 25

Hình 26

Phương án 02

Bước 3: Hoàn thành báo cáo để chuẩn bị trình bày sản phẩm.

- HS hoàn thiện sản phẩm. - Viết bài báo cáo trình bày về sản phẩm:

+ Các kiến thức về máy phát điện xoay chiều một pha và máy phát điện xoay chiều ba pha.

+ Sản phẩm mô hình máy phát điện xoay chiều một pha: Vật liệu, cách làm, cách vận hành sản phẩm, tính ứng dụng của sản phẩm.

+ Bài thuyết trình về sự ảnh hưởng của việc sản xuất điện đến môi trường tự nhiên.

- GV hướng dẫn hỗ trợ HS trong quá trình hoàn thiện sản phẩm và chuẩn

bị báo cáo.

Hoạt động 3: Báo cáo kết quả (Tiết 2 – Thời gian 45 phút)

Bước 1: Báo cáo các sản phẩm về mô hình máy phát điện xoay chiều.

Báo cáo kết quả

+ Các nhóm báo cáo kết quả.

+ Tổ chức cho các nhóm báo cáo sản phẩm và thảo luận. + Trình chiếu powerpint.

+ Gợi ý cho các nhóm nhận xét, bổ sung cho các nhóm khác. + Các nhóm tham gia phản hồi về phần trình bày của nhóm bạn.

Đánh giá

HS đánh giá sản phẩm theo các tiêu chí lớp đã thống nhất đưa ra.

+ GV hướng dẫn HS tự đánh giá, đánh giá đồng đẳng. Sau đó GV sẽ đánh giá HS, công bố kết quả.

+ HS thảo luận và trả lời các câu hỏi GV.

+ GV tổ chức cho HS trả lời các câu hỏi định hướng kiến thức bài học:

+ Ghi nhớ kiến thức cần nắm của bài học.

(1)Hãy nêu cấu tạo trong các động cơ (máy phát) được sử dụng để chế tạo các mô hình máy phát điện?

+ Đại diện HS chỉ rõ các bộ phận trong động cơ của máy phát điện xay chiều. Lưu ý cách chọn động cơ làm máy phát, sử dụng các động cơ có nam châm.

(2) Máy phát điện xoay chiều chế tạo ra thuộc vào loại máy phát điện xoay chiều nào? Vì sao?

+ Mô hình máy phát điện xoay chiều này có công suất nhỏ, dòng điện nhỏ chỉ thắp sáng được các loại bóng đèn có công suất nhỏ như đèn led.

(3) GV đưa ra 2 mô hình máy phát điện xoay chiều 1 pha và máy phát điện xoay chiều ba pha (đã chuẩn bị đầu bài học), yêu cầu đại diện HS của các nhóm chỉ rõ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động trên mô hình.

(4) Trả lời câu hỏi khởi động bài học?

+ Hai mô hình máy phát điện xoay chiều chế tạo thuộc vào máy phát điện xoay chiều một pha. Vì khi roto (trục của động cơ) quay, từ thông qua cuộn dây bên trong biến thiên tuần hoàn xuất hiện một suất điện động xoay chiều (cho ta một pha điện ra ngoài).

* Qua đó GV làm bật ra điểm khác biệt giữa máy phát điện xoay chiều ba pha và một pha về cấu tạo, nguyên tắc hoạt động. Đồng thời giúp HS hiểu rõ các ứng dụng của từng loại trong đời sống.

+ Nguồn năng lượng cung cấp cho bóng đèn sáng được lấy từ các máy phát điện xoay chiều ba pha trong các nhà máy điện đưa lên đường dây truyền tải và đến các hộ gia đình.

Cần lưu ý với HS trong thực tế các nhà máy điện gió muốn công suất lớn thì cần đặt những nơi có lượng gió nhiều, mạnh để làm quay các tua bin của động cơ có công suất lớn. Trong mô hình máy phát điện gió, năng lượng gió được lấy từ 1 cánh quạt khác chuyển hóa cơ năng thành điện năng nên công suất rất nhỏ.

Bước 2: Tìm hiểu về các nhà máy điện. Sự tác động của việc sản xuất điện đến môi trường.

+ HS tích cực tham gia hoạt động trò chơi ô chữ.

+ GV tổ chức trò chơi ô chữ để tìm hiểu các thông tin về các nhà máy điện ở Việt Nam.

thuyết + Đại diện các nhóm thuyết trình. + GV tổ chức, hướng dẫn cho đại diện các đội báo cáo qua bài trình powerpoint đã được giao nhiệm vụ ở nhà:

Đội 1: Trình bày ảnh hưởng của nhà máy điện đến môi trường sinh thái tự nhiên.

Đội 2: Các biện pháp làm giảm thiểu sự ảnh hưởng của việc sản xuất điện đến môi trường tự nhiên.

Hoạt động 3: Đánh giá, nhận xét, tổng kết hoạt động dự án dạy học.

+ GV nhận xét, đánh giá kết quả sản phẩm và quá trình làm việc của các nhóm theo các tiêu chí. GV khen thưởng các nhóm hoàn thành tốt nhiệm vụ, động viên và khích lệ các nhóm hoàn thành nhiệm vụ chưa tốt.

+ GV chốt lại các kiến thức HS cần nắm được trong chủ đề. Gieo mầm các ý tưởng khai thác các nguồn năng lượng thân thiện với môi trường để sản xuất điện năng trong tương lai phục vụ đất nước.

Hình 27. Hình ảnh nhóm HS báo cáo sản phẩm mô hình máy phát điện xoay chiều trong một tiết học trên lớp.

4.4. Tổ chức dạy học chủ đề STEM “Động cơ điện và các ứng dụng của động cơ điện trong đời sống”

4.4.1. Lý do chọn chủ đề

Trong đời sống, các sản phẩm là ứng dụng của động cơ điện để phục vụ sinh hoạt gia đình chiếm số lượng không nhỏ như quạt mát, máy hút bụi, máy khoan, máy cắt, …. Tuy nhiên việc trang bị đầy đủ các dụng cụ, máy móc không phải gia đình nào cũng có đầy đủ điều kiện tài chính, đặc biệt là HS trong các gia đình công nhân, lao động hoặc sinh viên. Vì vậy tự tạo ra một số sản phẩm đơn giản từ động cơ điện và các vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền không những góp phần

giải quyết vấn đề trên mà còn tạo điều kiện để HS phát triển được các năng lực của bản thân. 4.4.2. Mục tiêu của chủ đề

- HS củng cố, khắc sâu được các kiến thức về động cơ điện: cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ điện, ứng dụng của động cơ điện trong đời sống.

- Vận dụng các kiến thức đã biết về các môn học STEM thiết kế, chế tạo

mô hình động cơ điện đơn giản.

- Vận dụng các kiến thức, kỹ năng của các môn học STEM, nhu cầu thực tiễn thiết kế, chế tạo được các vật dụng phục vụ trong đời sống như: máy đánh trứng, máy khoan, quạt mát mini.

- Thiết kế, vẽ ra các sản phẩm áp phích, tranh cổ động về phong trào sử

dụng có hiệu quả và tiết kiệm điện năng.

Tên sản phẩm Khoa học (S) Công nghệ(T) Kỹthuật(E) Toán học (M)

Hiện tượng cảm ứng điện từ.

Động cơ điện, máy đánh trứng, quạt mát mini, máy khoan. Quy trình lắp ráp mô hình các loại máy móc. Tính toán kích thước các chi tiết của sản phẩm.

Thiết kế bản vẽ kĩ thuật. Biết sử dụng các dụng cụ mỏ hàn, đèn led…

4.4.4. Hướng dẫn tổ chức sinh hoạt chủ đề STEM “Động cơ điện và các ứng dụng của động cơ điện”

Chủ đề STEM “ Động cơ điện và các ứng dụng của động cơ điện” được

chúng tôi tổ chức dưới hình thức sinh hoạt câu lạc bộ STEM trong lớp học.

 Thời điểm tổ chức: Tháng 01/2020  Thời lượng thực hiện: 01 buổi 120 phút và 01 tuần làm việc ở nhà.  Đối tượng tham gia: HS lớp 12A3.

Cụ thể tiến trình hoạt động của câu lạc bộ như sau:

Bước 1: Chuẩn bị các nội dung sinh hoạt câu lạc bộ

Cho HS lớp đăng ký thành viên tham gia, phân chia đội nhóm cụ thể

thành 03 đội.

Lên kế hoạch tổ chức: thời gian, địa điểm, thành phần, nội dung.

Hướng dẫn HS chuẩn bị các nội dung sinh hoạt của CLB chủ đề “Động cơ

điện và các ứng dụng của động cơ điện”:

- Chuẩn bị các kiến thức về động cơ điện: cấu tạo, nguyên lý hoạt

động và các ứng dụng của nó trong đời sống, thực tiễn.

- Một số sản phẩm cần trưng bày CLB:  Sản phẩm 01. Mô hình động cơ điện đơn giản  Sản phẩm 02. Máy đánh trứng sáng tạo  Sản phẩm 03. Máy cắt, máy khoan cầm tay  Sản phẩm 04. Quạt mini cầm tay - Các hình vẽ pano, áp phích tuyên truyền, hướng ứng phong trào sử

dụng có hiệu quả và tiết điện năng, chiến dịch giờ Trái Đất.

Lưu ý: GV yêu cầu các đội cùng thực hiện 2 dự án (cùng thực hiện sản phẩm 01và lựa chọn một trong các sản phẩm còn lại). Các đội lựa chọn các sản phẩm tham gia, lên kế hoạch thực hiện các dự án. Bước 2. Các đội nhóm thực hiện dự án (1 tuần làm việc chuẩn bị các sản phẩm ở nhà)

Tên sản phẩm Vật liệu chuẩn bị

Hình ảnh các sản phẩm hoàn thành

Động cơ điện đơn giản 01 pin con thỏ nhỏ, các mảnh nhựa làm đế, 01 cuộn dây đồng, một số nam châm tròn, keo dán, giấy nhám, dây điện đôi.

Máy đánh trứng sáng tạo

Motor 12 V (động cơ điện), 01móc áo, 01, 01pin vỏ hộp nhựa, công tắc, dây điện đôi

Máy khoan cầm tay

02 pin, Motor giảm tốc, công tác nhấn, miếng sắt tròn, ống trụ sắt, mũi khoan, dây điện đôi, ốc vít.

Quạt mini để bàn sáng tạo

Motor 12V, 01 cánh quạt, công tắc nhấn, dây điện, nắp nhựa, miếng sắt hình trụ, keo dán

Các đội, nhóm nghiên cứu tài liệu SGK Vật lý 12 bài 18, SGK Công nghệ 12 bài 26 – Động cơ không đồng bộ ba pha và các kiến thức về động cơ điện trên sách, báo, internet… ở nhà. Từ đó đề xuất các phương án thực hiện, lựa chọn phương án khả thi chế tạo ra sản phẩm từ các vật liệu quen thuộc có giá thành thấp. Thiết kế, bản vẽ chế tạo các sản phẩm theo phương án đã lựa chọn. + Chuẩn bị dụng cụ và vật liệu cần thiết để chế tạo mô hình động cơ điện đơn giản và một số sản phẩm ứng dụng của động cơ điện. Sau đây chúng tôi xin trình bày cách chế tạo động cơ điện đơn giản và một số máy đơn giản ứng dụng của động cơ điện mà HS đã thực hiện khi học chủ đề. Chế tạo động cơ điện đơn giản

Bước 1: Cắt dây đồng thành một đoạn dài khoảng một cánh tay, sau đó cuốn theo ống nhựa hình tròn chừa 2 đầu dây khoảng 10 cm mỗi bên rồi rút cuộn dây ra khỏi ống nhựa đã cuốn. Giữ hai đầu cuộn dây, cuốn chặt vài vòng, sao cho 2 đầu cuốn đối xứng nhau qua tâm của cuộn dây. Khi cuốn xong, chiều dài còn lại của 2 cuộn dây dài khoảng 2,5 cm như hình 28.

Dùng giấy nhám vuốt nhẹ 2 đầu, cạo sạch lớp đồng ngoài để dây dẫn điện. Bước 2:Gắn các mảnh nhựa tạo thành khung Lấy 2 thanh thép uốn thành khung. Đầu 2 thanh thép cuộn tròn tạo thành để gác hai đầu trục của dây đồng. Hai đầu còn lại nối với 2 cực của pin hình 29.

Bước 3: Gắn một số nam châm tròn vào đáy của khung hình 30. Vận hành động cơ điện: Nối mạch kín, dòng điện qua 2 thanh thép vào cuộn dây đặt trong từ trường của nam châm sẽ tạo ra mômen làm khung dây quay hình 31.

Hình 29 Hình 28

Hình 30 Hình 31 38

Chế tạo máy đánh trứng

Bước 1: Dùng thành thép uốn thành que đánh trứng như hình 32.

Bước 2: Đục lỗ nhỏ trên nắp hộp nhựa, cho 2 đầu dây của động cơ vào lỗ.

Hai đầu dây của động cơ điện nối tiếp với công tắc và đấu với pin hình 33.

Bước 3. Lắp que đánh trứng vào trục của động cơ ta thu được sản phẩm

máy đánh trứng đơn giản hình 34.

Hình 33 Hình 32 Hình 34

Chế tạo máy khoan cầm tay

Bước 1: Cho động cơ (motor) giảm tốc vào ống trụ sao cho phần đầu trục

của động cơ thông qua một lỗ của đáy ống trụ hướng ra ngoài.

Bước 2: Lắp mũi khoan cố định vào trục quay của động cơ bằng ốc vít

hình 35.

Bước 3: Nối 2 đầu dây của động cơ với công tắc nhấn và nguồn điện (pin)

ta thu được máy khoan cầm tay hình 36.

Hình 36 Hình 35

Chế tạo quạt mini để bàn từ các vật liệu đơn giản

Bước 1: Gắn giá kim loại vào nắp hộp nhựa. Cố định động cơ điện trên

giá hình 37.

Bước 2: Mắc nốp tiếp 2 đầu động cơ với công tắc và nguồn pin hình 38.

Bước 3: Lắp cánh quạt vào trục quay của động cơ điện ta thu được 1 chiếc

quạt mini cầm tay gọn nhẹ, đơn giản hình 39.

Quạt mini nhỏ gọn, tiện lợi có thể di động cầm tay xua tan nóng bức của

mùa hè.

Hình 39 Hình 37 Hình38

Lưu ý: Các nhóm thường xuyên báo cáo tiến độ thực hiện dự án cho GV. GV liên lạc, hướng dẫn, hỗ trợ các đội nhóm giải quyết các khó khăn trong quá trình thực hiện dự án.

+ GV chuẩn bị cơ sở vật chất, các điều kiện khác cho buổi sinh hoạt CLB.

Bước 3. Tổ chức sinh hoạt câu lạc bộ

Chương trình CLB gồm 4 nội dung:

- Phần 1: "Màn chào hỏi" (20 điểm): Mỗi đội có 3 phút để giới thiệu về các thành viên trong đội của mình. Đội nào thể hiện đúng thời gian quy định, hấp dẫn và sáng tạo thì sẽ được điểm tối đa.

- Phần 2: "Trò chơi mảnh ghép" (30 điểm): gồm 8 câu hỏi có kiến thức liên quan về động cơ điện và các ứng dụng của nó trong đời sống. Câu hỏi được người dẫn chương trình đưa ra, đội nào đăng ký trước sẽ được trả lời. Mỗi đội chọn một màu tương ứng với một câu hỏi.

- Phần 3. “Em yêu khoa học” (40 điểm) Mỗi đội có 07 phút để trình bày phần sản phẩm của đội mình theo dự án đã triển khai. Phần trình bày có bản thuyết trình bằng powerpoint. Giám khảo sẽ chấm điểm các sản phẩm có hình thức, chất lượng theo tiêu chí đã đề ra.

- Phần 4: “Viết khẩu hiệu, áp phích tuyên truyền” Trong khoảng thời gian 10 phút các đội hãy viết các áp phích, khẩu hiệu, vẽ tranh để tuyên truyền cho mọi người ý thức sử dụng điện tiết kiệm và an toàn. Mỗi khẩu hiệu hoặc áp phích có nội dung hấp dẫn, phù hợp với chủ đề, mang ý nghĩa tuyên truyền lớn sẽ đươc 10 điểm.

- Tổng kết câu lạc bộ, GV nhận xét, lưu ý một số kiến thức, kỹ năng mà HS cần thu nhận được và thông báo kết quả cuối cùng cho các đội, khen thưởng đội chiến thắng, động viên các đội có kết quả chưa cao.

Kết thúc cuộc thi, tổng điểm đội nào nhiều hơn thì đội đó thắng cuộc.

Hình 40. Hình ảnh sinh hoạt câu lạc bộ STEM chủ đề “Động cơ điện đơn giản và các ứng dụng của động cơ điện”

4.5. Giới thiệu một số sản phẩm của HS trường THPT Lê Viết Thuật khi thực hiện các chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11, 12 THPT

 Chủ đề STEM “Máy biến áp”

Tên sản phẩm của chủ đề Giới thiệu chủ đề

Máy biến áp tự quấn

Máy biến áp là một thiết bị rất quen thuộc được sử dụng nhiều trong đời sống, hộ gia đình để hạ điện áp xuống mức thấp hơn điện áp trên đường dây, sử dụng an toàn, tiết kiệm cho những trường hợp có công suất nhỏ. HS tự quấn một máy biến thế tốt không những sẽ phục vụ nhiều lợi ích trong thực tế mà HS còn hiểu được cáu tạo, nguyên lý hoạt động của máy biến thế.

Mạch hạ áp AC 220V-> DC 12 V

Mạch hạ áp AC 220 -> DC 12V sử dụng máy biến thế có tác dụng chuyển dòng xoay chiều có điện áp cao 220V về dòng điện một chiều 12V nhờ điốt cầu được sử dụng cho những trường hợp mạch có công suất nhỏ như thắp sáng bóng đèn, quạt, sạc tivi, đài, điện thoại… Việc chế tạo một mạch hạ áp AC 220V - DC 12V rất đơn giản, HS nào cũng có thể làm được và sử dụng nó trong cuộc sống. Qua đây HS sẽ

thấy được tác dụng của máy biến thế, công dụng và nguyên lý hoạt động linh kiện điện tử điốt, cách mắc điôt cầu.

 Chủ đề STEM “Động cơ điện và ứng dụng của động cơ điện”

Máy đánh giày

HS có thể tận dụng các đồ dùng đã qua sử dụng như vỏ máy sấy tóc đã bị hỏng, bàn chải cũ, công tắc, dây điện, motor đã qua sử dụng để tạo nên chiếc máy đánh giày đơn giản, tiện lợi. Khi hoạt động động cơ quay làm cho bàn chải quay theo thực hiện chức năng đánh sạch bụi bẩn và đánh lớp keo trên bề mặt giày. Trên cơ sở này HS có thể chế tạo nên các loại máy hút bụi, máy sấy tóc.

 Chủ đề STEM “Đèn ngủ từ cổng sạc điện thoại”

Đèn ngủ từ cổng sạc điện thoại

Từ các dây sạc điện thoại đã qua sử dụng HS có thể tận dụng để để chế tạo ra những chiếc đèn ngủ tiện lợi với nguồn cung cấp là các máy biến áp chính là các cục sạc điện thoại.

 Chủ đề STEM mô hình truyền tải điện năng

Mô hình truyền tải điện năng

Mô hình này giúp HS có hai tác dụng khi thực hiện dạy học bài 16. Truyền tải điện năng. Máy biến áp – SGK Vật lý 12:

- Cho HS thấy được hệ thống truyền tải điện năng trong thực tế.

- Tác dụng của việc sử dụng máy biến áp trong truyền tải điện năng so với việc không sử

dụng máy biến áp. * Mạch 1: Dòng điện được lấy

từ nguồn xoay chiều 6V (nhà

máy điện) qua hệ thống đường

dây tải điện có điện trở 10 đi

trực tiếp đến bóng đèn (nơi tiêu

thụ).

* Mạch 2: Dòng điện xoay

chiều từ nguồn xoay chiều 6V

(nhà máy điện) qua biến áp 1

để tăng điện thế từ 6V-> 220V

qua hệ thống đường dây tải

điện có điện trở 10 đến biến

áp 2 để hạ thế từ 220V-> 6V và

đến bóng đèn (nơi tiêu thụ).

 Chủ đề STEM mạch hạ áp AC 220- DC 12 V không dùng máy biến

áp

Mạch hạ áp 220 AC thành DC 12 V

Trong thực tế nhiều đồ dùng trong gia đình có công suất nhỏ hoạt động với dòng điện 1 chiều. Dòng điện sinh hoạt trong gia đình là dòng điện xoay chiều. Sau khi HS thiết kế và chế tạo sản phẩm STEM mạch hạ áp 220 AC thành DC 12 V sẽ giúp HS biết được cách thức chuyển dòng điện xoay chiều về dòng điện một chiều qua đó HS hiểu rõ hơn các linh kiện điện tử như tụ điện, điôt trong các mạch điện tử.

Lưu ý: Tuyệt đối không được sờ tay vào đầu mạch vì dòng vào nối với nguồn điện xoay chiều có điện áp cao nên gây giật, cẩn thận an toàn khi chế tạo.

 Chủ đề STEM “Xe chạy năng lượng mặt trời”

Đồ chơi xe năng lượng mặt trời

Ngày nay, năng lượng sạch - năng lượng mặt trời đã đưa vào ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống, góp phần bảo vệ môi trường, bảo vệ Trái Đất. Vậy năng lượng mặt trời lấy từ đâu ? Khi lắp ráp sản phẩm "Xe năng lượng mặt trời" sẽ cho HS thấy được pin năng lượng mặt trời có khả năng biến đổi quang năng thành điện năng dựa trên nguyên lý phát ra các electron của tế bào quang điện khi được chiếu sáng. Pin quang điện (pin năng lượng mặt trời) được làm từ các tế bào quang điện. Bề mặt diện tích càng lớn, tấm pin quang điện càng thu được nhiều quang năng, và chuyển hóa thành nhiều điện năng Thí nghiệm trong sản phẩm: Tấm pin mặt trời sẽ chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng làm quay bánh xe. Hãy điều chỉnh hướng tấm pin về phía ánh sáng mặt trời để có đủ năng lượng.

 Chủ đề STEM đèn cảm ứng tự động mở và tắt

Đèn cảm ứng tự động mở và tắt là một trong những thiết bị có tính năng tiết kiệm điện thông minh và có thể báo động phòng chống trộm được nhiều gia đình lựa chọn. Sau khi học xong chủ đề, HS có thể tự lắp ráp thành một bóng đèn cảm ứng tự động mở và tắt phục vụ cho gia đình mình. Đồng thời hiểu thêm một số kiến thức về cảm biến thân nhiệt, cảm biến chuyển động. Có thể nhận biết được người đi vào tự động mở và tự động tắt khi không còn người sau 30 giây.

5. Kết quả thực nghiệm sư phạm

Để đánh giá kết quả học tập sau khi tổ chức dạy học các chủ đề STEM chúng tôi chọn 2 khối 11, 12 tiến hành thực nghiệm với 2 lớp đối chứng

11T2,12A2 và 2 lớp thực nghiệm 11A2 và 12A3 có trình độ học lực tương đương nhau.

Sau khi sử dụng đề tài vào thực nghiệm giảng dạy, chúng tôi tiến hành khảo sát HS qua một bài kiểm tra 15 phút. Nội dung của bài kiểm tra là kiến thức phần các loại máy điện thuộc chương trình SGK Vật lý lớp 12 và các nội dung kiến thức các bài từ bài 7- bài 9 thuộc chương trình SGK Vật lý 11 (có phụ lục kèm theo) chúng tôi thu được kết quả như sau:

Bảng khảo sát kết quả học tập của HS sau thực nghiệm

Lớp đối chứng Lớp thực nghiệm

Điểm lệ lệ lệ lệ

Tỉ (%)

Lớp 11T2 Tỉ Số (%) lượng (em) 0 0,0 Lớp 12A2 Tỉ Số (%) lượng (em) 0 0,0 Lớp 11A2 Số lượng (em) 0 Lớp 12A3 Tỉ Số (%) lượng (em) 0 0,0 0,0 0

0 0 1 0,0 0,0 2,5 0 0 0 0,0 0,0 0,0 0 0 0 0,0 0,0 0,0 0 0 0 0,0 0,0 0,0 1 2 3

4 4 10,0 10,0 3 7 7,5 17,5 0 0 0,0 0,0 0 0 0,0 0,0 4 5

10 11 9 25,0 27,5 22,5 8 10 8 20 25 20 8 14 10 20,0 35,0 25,0 4 12 11 10,5 31,6 28,9 6 7 8

3 7,5 4 10 6 15,0 8 21,1 9

0 0,0 0 0,0 2 10 5,0 3 7,9

100 40 100 40 Tổng 42 100 38 100

Qua quan sát quá trình học tập của HS ở các tiết học thực nghiệm và đối chứng, kết quả của bài kiểm tra 15 phút, chúng tôi nhận thấy việc dạy học các bài học phần điện học Vật lý 11, 12 theo định hướng STEM có hiệu quả hơn hẳn so với tiết dạy thông thường về điểm số học tập, chất lượng và không khí giờ học.

6. Một số kết quả đạt được khi tổ chức dạy học các chủ đề STEM phần điện học Vật lý 11,12 tại trường phổ thông

Sau khi đề xuất xây dựng được 15 chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11, 12 THPT, bằng nhiều hình thức khác nhau như tổ chức thành các câu lạc bộ, sinh hoạt ngoại khóa ngoài giờ lên lớp, lồng ghép trong các tiết học lý thuyết, thực hành, tổ chức dạy học dự án chúng tôi đã tiến hành triển khai dạy

học một số chủ đề ở một số lớp 11,12 tại trường THPT Lê Viết Thuật (trong đó có 04 chủ đề dạy học STEM như đã giới thiệu cụ thể) và thu được những kết quả nhất định sau:

Đối với nhà trường: Góp phần vào phong trào thi đua đổi mới phương pháp, sáng tạo trong dạy học. Nhiều GV được nâng cao hiểu biết nhất định về giáo dục STEM và vận dụng giáo dục STEM vào dạy học bộ môn để thu được hiệu quả. Năng lực tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM của GV sau khi dự giờ các tiết học này cũng được nâng lên. GV đã hiểu rõ hơn cách thiết kế và tổ chức dạy học theo định hướng này.

Đối với các lớp đã triển khai dạy học STEM: Được sự đồng ý của BGH trường, chúng tôi đã triển khai giáo dục STEM từ năm học 2018 – 2019. Riêng trong năm học 2019 – 2020 chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm sư phạm tìm hiểu HS và thực trạng giáo dục STEM, từ đó có các hình thức tổ chức dạy học chủ đề STEM phù hợp ở hai lớp 11A2, 12A3 để kiểm tra kết quả nghiên cứu của đề tài trong thời gian từ tháng 11/2019 đến tháng 01/2020. Kết quả bài kiểm tra 15 phút có kiến thức chương 2 “Dòng điện không đổi” và chương 3 “Dòng điện xoay chiều” cho thấy các lớp thực nghiệm sau khi được học chương “Dòng điện không đổi” đối với HS lớp 11A2 và “Dòng điện xoay chiều” đối với HS lớp 12A3 cao hơn hẳn so với các lớp đối chứng cùng trình độ. Trong các giờ học STEM, HS lớp thực nghiệm cũng tích cực, hào hứng xây dựng bài, các năng lực như hợp tác, giao tiếp, sáng tạo, giải quyết vấn đề, sử dụng công nghệ thông tin… đặc biệt các năng lực đặc thù môn Vật lý như năng lực thực nghiệm được phát triển mạnh mẽ.

Qua triển khai, chúng tôi thu được một số sản phẩm dùng làm mô hình dạy học hoặc để HS các khóa sau tham khảo, tạo hứng thú học tập cho các em. Mặt khác, qua các tiết dạy học theo chủ đề STEM, nhiều HS thực sự đam mê, thích tìm tòi, sáng tạo, hiểu rõ nguyên lý, đưa ra nhiều ý tưởng hay, chế tạo ra nhiều sản phẩm lý thú, bổ ích.

Trước mắt khi nhiều trường phổ thông chưa trang bị được cơ sở vật chất phục vụ cho dạy học STEM cũng như chưa có mô hình liên kết với các cơ sở đào tạo chuyên nghiệp về STEM thì việc triển khai dạy học môn Vật lý theo định hướng STEM thông qua các chủ đề dạy học thật sự là một hướng đi phù hợp và hiệu quả để từng bước đưa giáo dục STEM vào nhà trường.

KẾT LUẬN CHUNG

1. Ý nghĩa của đề tài

Cung cấp một số cơ sở lý luận cơ bản về giáo dục STEM, cách thức xây dựng các chủ đề STEM, tổ chức dạy học các chủ đề STEM ở trường trung học và những cơ sở thực tiễn về thực trạng tổ chức dạy học STEM ở một số trường THPT trên địa bàn thành phố Vinh, từ đó tìm hiểu đặc điểm tình hình HS trường THPT Lê Viết Thuật để thấy được tính cấp thiết của đề tài.

Đề xuất được hệ thống 15 chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11, 12. Trong đó có 10 chủ đề STEM cơ bản có thể áp dụng trực tiếp để dạy học một số bài học chương “Dòng điện xoay chiều” và “Dòng điện không đổi” SGK Vật lý 11,12 hiện hành giúp HS tiếp cận các kiến thức lý thuyết kỹ thuật vốn trừu tượng, khô khan trở nên dễ hiểu, gần gũi bởi quá trình trải nghiệm được thực hành trên các sản phẩm. Đặc biệt với 05 chủ đề STEM mở rộng giúp HS bước đầu sáng tạo và tiếp cận gần hơn với khoa học, công nghệ, khơi nguồn cho niềm đam mê khoa học cho các nhà sáng chế trẻ.

Mặc dù đề tài đang triển khai ở mức độ dạy học các môn khoa học theo phương thức STEM, những chủ đề STEM được đề xuất và thực hiện còn ở góc độ đơn giản, các sản phẩm HS tạo ra có thể không hoàn mới với xã hội nhưng có tính mới với HS nên bước đầu đã tạo ra sự thay đổi về cách học, lối tư duy, nhận thức của HS về bộ môn Vật lý nói riêng và các môn Khoa học tự nhiên nói chung. Bởi vì mục đích chính của các chương trình giáo dục STEM không phải để đào tạo ra các nhà khoa học, nhà toán học, kỹ sư mà chính là sự truyền cảm hứng trong học tập, thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức và nhận thức được tầm quan trọng của các kiến thức STEM ảnh hưởng đến thế giới và sự phát triển của xã hội thực tại, tương lai.

Các chủ đề STEM phần điện học được xây dựng để tổ chức dạy học môn Vật lý mang lại những hiệu quả nhất định. Những kiến thức về kỹ thuật máy móc hay điện từ… được cho là “khó hiểu”, “khó nhớ”, “khó hình dung” được minh họa bằng các ví dụ thực tế trở nên dễ nắm bắt, và song song với việc học kiến thức mới, HS có điều kiện tham gia vào các hoạt động thực hành để có được trải nghiệm sáng tạo trong thực tế, từ đó sẽ hiểu sâu hơn, nhớ lâu hơn những kiến thức đã học.

Sau khi thực hiện đề này nhiều sản phẩm đã được HS chế tạo bằng sự sáng tạo của mình, để phục vụ những nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống. Chính những việc làm này đã bồi dưỡng cho các em ý thức tự học, tự tìm tòi, sáng chế, đây là một trong mục tiêu quan trọng trong dạy học mà giáo dục đang hướng tới.

Như vậy có thể kết luận rằng giáo dục STEM đã mang lại những lợi ích

thiết thực cho HS.

STEM học 1 được 4 vì chỉ với 1 mô hình học nhưng HS có thể học được các môn học khác nhau: Toán, Khoa học, Công nghệ đan xen và bổ trợ cho nhau như một khối thống nhất. HS sẽ thấy được sự liên quan của các môn học khác nhau. Giúp các em có được một bức tranh tổng thể về kiến thức các môn học.

STEM mang lại cho HS phát triển kỹ năng sáng tạo, kích thích trí tưởng tượng, tập tính kiên nhẫn, khả năng làm việc nhóm, khả năng lãnh đạo, thuyết trình trước đám đông, tự giải quyết vấn đề, tư duy máy tính, phát triển ngôn ngữ.

Các chủ đề STEM thực hiện bằng phương pháp dạy học dự án và tình huống thực tế làm cho HS thấy được lý thuyết khoa học gắn với đời sống của mình và thế giới xung quanh.Tạo môi trường học tập sinh động, cởi mở, rút ngắn khoảng cách giữa thầy và trò. STEM mang đến sự thú vị, tươi mới trong phương pháp giảng dạy thông qua các câu chuyện, nhiệm vụ, ngày càng kích thích sự sáng tạo vô hạn vốn đã có sẵn trong các em. Từ đó, các em có thể ứng dụng những nguyên lý đã học trong những sản phẩm thật sự ngoài đời. Nhờ đó kiến thức được lưu lại lâu hơn và có ý nghĩa hơn đối với tất cả HS. HS có thể thỏa chí thể hiện suy nghĩ, sự tưởng tượng phong phú của mình.

Những HS theo học STEM đều có những ưu thế nổi bật như: kiến thức khoa học, kỹ thuật, công nghệ và toán học chắc chắn, khả năng sáng tạo, tư duy logic, hiệu suất học tập và làm việc vượt trội và có cơ hội phát triển các kỹ năng mềm toàn diện hơn mà không hề gây cảm giác nặng nề, quá tải đối với HS.

Với những kết quả đem lại khi thực hiện đề tài này đã cho chúng tôi thấy rằng việc dạy học Vật lý theo định hướng STEM trong giai đoạn hiện nay là rất cần thiết và phù hợp, bằng trình độ và sự tâm huyết đối với nghề chúng tôi tin rằng mọi GV đều có thể thực hiện được hình thức dạy học Vật lý này một cách có hiệu quả vì chỉ với hình thức giáo dục STEM, môn Vật lý mới thể hiện được những đặc thù riêng biệt của nó là một môn khoa học thực nghiệm.

2. Hướng mở rộng của đề tài

Khai thác các chủ đề dạy học STEM ở các phân môn khác như cơ học, nhiệt học, quang học và một số phần khác của Vật lý để phục vụ dạy học hiệu quả các bài học thuộc chương trình Vật lý THPT. Các chủ đề STEM có phạm vi kiến thức rộng tạo thành các tổ hợp STEM (một chủ đề STEM có thể tạo ra nhiều sản phẩm) để gắn kết các đơn vị kiến thức các bài học trong chương trình bộ môn.

Phát triển các chủ đề STEM mở rộng nhiều kiến thức liên ngành với mục đích là sau khi thực hiện được các đề tài này HS có những nhận thức cao hơn không chỉ về bộ môn Vật lý mà các phát triển tư duy và củng cố kiến thức các môn khoa học, Toán, Công nghệ, Tin học. Các sản phẩm STEM tạo ra sau mỗi chủ đề có tính ứng dụng cao trong thực tiễn, gắn liền với các vấn đề cấp bách của xã hội như chống ô nhiễm môi trường, vấn đề về thiên tai, sử dụng và tái tạo các nguồn năng lượng trong tự nhiên…. Xây dựng các chủ đề STEM theo hướng phát triển năng lực hướng nghiệp của HS như: chủ đề STEM ngành kỹ thuật dân dụng và công nghiệp, chủ đề STEM ngành kỹ thuật giao thông, chủ đề STEM ngành cơ khí điện, điện tử, ngành năng lượng.

Trong mỗi chủ đề STEM nghiên cứu, đề xuất các biện pháp giảng dạy hiệu quả, phù hợp. Tiến tới tổ chức dạy học STEM theo cấp độ Robotics bởi vì đây mới chính là các môn học điển hình cho dạy học STEM. Thông qua việc lập trình và lắp ráp robot, HS có thể học được nguyên lý cơ bản về lập trình và các

công nghệ mới hiện nay, tiếp thu được các kỹ thuật lắp ráp, đồng thời phát triển tính tư duy kỹ thuật.

3. Một số kiến nghị và đề xuất

Để đưa giáo dục STEM vào trường học và tổ chức dạy học STEM có hiệu quả nhằm thực hiện được những mục tiêu của GDPT, chúng tôi đề xuất một số ý kiến sau:

Đối với Bộ GD-ĐT, Sở GD-ĐT: Cần triển khai đồng bộ giáo dục STEM trong các môn Tin học và Công nghệ, tiến tới tích hợp phương pháp giáo dục STEM trong các môn học khác. Tăng cường tổ chức tập huấn cho CB- GV các vấn đề về giáo dục STEM. Đồng thời cần đầu tư thêm trang thiết bị dạy học đầy đủ, đồng bộ cho các trường để thuận lợi cho việc dạy học các môn học theo định hướng STEM. Đối với triển khai các hoạt động trải nghiệm sáng tạo: Xây dựng, ban hành, tổ chức hướng dẫn và triển khai đồng bộ các hoạt động như Ngày hội STEM, các hoạt động trải nghiệm STEM trong trường học và tại các trung tâm, tổ chức các cuộc thi STEM.

Đối với nhà trường: Liên kết với các cơ sở giáo dục chuyên nghiệp, trường ĐH-CĐ, dạy nghề tìm kiếm nguồn tài trợ về CSVC, chia sẻ các cơ hội, kinh nghiệm trong việc triển khai giáo dục STEM. Tạo điều kiện cho HS được tham gia trải nghiệm nhiều hơn với các hình thức ngoại khóa, câu lạc bộ, thăm quan học tập để HS có được những kiến thức, kinh nghiệm thực tế, tiệp cận với sự tiên tiến của KHKT, công nghệ, trên cơ sở đó phát huy tính sáng tạo, khai thác tối đa các phẩm chất, năng lực của con người trong thời đại công nghệ 4.0. Ưu tiên xét điểm vào lớp chuyên, chọn với các HS có thành tích cao trong giáo dục STEM.

Đối với giáo viên: Cần không ngừng học tập, nâng cao trình độ chuyên môn, luôn ý thức được cần phải đổi mới dạy học để đáp ứng được yêu cầu đổi mới của chương trình GDPT đã đưa ra.

Đối với HS: Luôn có thói quen vận dụng các kiến thức, kỹ năng của môn học vào thực tiễn cuộc sống. Khai thác, sử dụng công nghệ thông tin thành thạo, có hiệu quả để tìm kiến nhiều nguồn tài liệu phục vụ trong học tập các môn học nói chung, đặc biệt là các môn học STEM. Đồng thời cần rèn luyện các kỹ năng cần thiết trong quá trình học tập như làm việc nhóm, giải quyết các vấn đề …để phát huy khả năng của mình trong học tập cũng như trong đời sống thực tiễn.

Trên đây là những kinh nghiệm đúc rút được của chúng tôi trong việc áp dụng dạy học các chủ đề STEM phần điện học Vật lý 11,12 ở trường Trung học phổ thông Lê Viết Thuật trong thời gian qua. Việc áp dụng đề tài thực sự đã mang lại những hiệu quả rất thiết thực, thổi một luồng gió mới trong dạy học của nhà trường khi áp đưa giáo dục STEM vào giảng dạy, góp phần tích cực vào phong trào đổi mới trong dạy và học hiện nay trong nhà trường.

Đề tài này có thể sử dụng để tiếp tục thử nghiệm, rút kinh nghiệm ở các trường THPT nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. Rất mong được các ý kiến đóng góp, chia sẻ các thầy cô, đồng nghiệp và bạn đọc quan tâm để chúng tôi hoàn thiện đề tài. Xin cảm ơn!

Vinh, tháng 2 năm 2020

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bộ GD-ĐT (2019) – Tài liệu tập huấn cán bộ, quản lý, giáo viên về xây dựng

chủ đề giáo dục STEM.

2. TS. Nguyễn Thanh Nga, TS. Phùng Việt Hải, Ths. Hoàng Phước Muội – Thiết kế và tổ chức dạy học chủ đề STEM cho HS trung học cơ sở và trung học phổ thông – NXB ĐH sư phạm TP Hồ Chí Minh 2018

3. Nguyễn Sỹ Nam, Đào Ngọc Chính, Phan Thị Bích Lợi – Một số vấn đề về giáo dục STEM trong nhà trường phổ thông đáp ứng chương trình giáo dục phổ thông mới – Tạp chí GD, Số đặc biệt tháng 9/2018, tr 25-29

4. Nguyễn Mậu Đức, Đinh Thị Ngoan- Thiết kế chủ đề “ Pin chanh” theo định hướng giáo dục STEM – Tạp chí GD, Số đặc biệt tháng 4/2019, tr 214-221 5. Đỗ Thị Phương Thảo, Nguyễn Thị Thúy Hằng – Quan điểm về giáo dục STEM từ sinh viên sư phạm Vật lý - Tạp chí Khoa học, Trường ĐH Cần Thơ, Tập 54, số 9C (2018), tr 94-103.

6. Đậu Thị Thúy Hằng - Xây dựng hệ thống BTTN phần điện học Vật lý 11 và 12 nhằm phát triển năng lực, bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS, vận dụng giải đề thi đại học môn Vật lý - SKKN cấp tỉnh 2015.

7. Nguyễn Hữu Châu (2005)- Dạy học kiến tạo, vai trò của người học và quan

điểm kiến tạo trong dạy học- Tạp chí dạy và học ngày nay, số 5.

8. Đậu Thị Thúy Hằng – Đề tài dạy học tích hợp liên môn chủ đề “ Máy biến áp và hệ thống truyền tải điện năng” bài dự thi "cuộc thi dạy học tích hợp liên môn của Bộ GD - ĐT năm 2016.

Phụ lục 01

PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN GV

I.THÔNG TIN CÁ NHÂN

Họ và tên (Có thể ghi hoặc không)……………………………………

Giới tính: Nam, Nữ

Trình độ đào tạo:……………………………………………………...

Nơi công tác:……………………………… Số năm giảng dạy……..

II.CÁC VẤN ĐỀ THAM KHẢO Ý KIẾN Quý thầy cô đánh dấu chéo (x) vào ô tương ứng với lựa chọn của mình 1. Thầy cô hiểu gì về khái niệm giáo dục STEM?

1. Giáo dục STEM là dạy học tích hợp liên môn các môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán.

2. Giáo dục STEM là định hướng giáo dục: bên cạnh định hướng giáo dục toàn diện là thúc đẩy giáo dục bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán với mục tiêu định hướngvà chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày cang tăng của các ngành nghề liên quan, nhờ đó nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế.

3. Giáo dục STEM là phương pháp tiếp cận liên môn Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán trong dạy học với mục tiêu nâng cao hứng thú học tập, vận dụng kiến thức liên môn giải quyết các vấn đề thực tiễn, kết nối trường học với cộng đồng, hình thành và phát triển năng lực , phẩm chất người học.

4. Cả ý 2 và ý 3

2. Theo thầy cô ý nghĩa của dạy học giáo dục STEM là gì?

- Đảm bảo giáo dục toàn diện

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM

- Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS

- Kết nối trường học với cộng đồng

- Hướng nghiệp, phân luồng

3. Theo thầy cô có cần thiết dạy học môn Vật lý theo định hướng giáo dục STEM?

Rất cần thiết

Cần thiết

Không cần thiết

Hoàn toàn không

4. Theo thầy cô môn Vật lý có vai trò như thế nào trong dạy học theo định hướng giáo dục STEM?

- Hình thành và phát triển những năng lực chung cốt lõi cho người học (NL tự chủ và tự học, NL giao tiếp và hợp tác, NL giải quyết vấn đề và sáng tạo) và năng lực thực nghiệm.

- Giúp HS có những kiến thức, kỹ năng Vật lý phổ thông, cơ bản, thiết yếu; phát triển khả năng giải quyết vấn đề có tính tích hợp liên môn giữa môn Vật lý và các môn học khác như Hoá học, Sinh học, Toán, Tin học, Công nghệ,...; tạo cơ hội để HS được trải nghiệm, áp dụng toán học vào đời sống thực tế.

- Hình thành và phát triển những phẩm chất chung cho HS (yêu nước, nhân ái, chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm) và những phẩm chất mà giáo dục toán học đem lại (tính kỷ luật, kiên trì, độc lập, sáng tạo, hợp tác; thói quen tự học, hứng thú và niềm tin trong học Vật lý).

5. Theo thầy cô để có điều kiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM cần có năng lực nào?

- Năng lực tự chủ và tự học

- Năng lực giao tiếp và hợp tác

- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

- Năng lực ngôn ngữ

- Năng lực tính toán

- Năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội

- Năng lực công nghệ, tin học

- Năng lực thẩm mỹ

6. Theo thầy cô những yếu tố nào ảnh hưởng đến việc giáo dục STEM?

- Sự quan tâm đầy đủ và toàn diện của nhà trường tới các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học, tin học

- Cần có sự hiểu biết đầy đủ, toàn diện và thống nhất về nhận thức về giáo dục STEM.

- Quan tâm bồi ưỡng đội ngũ GV

- Tăng cường đầu tư cơ sở vật chất phục vụ hoạt động giáo dục STEM.

- Kết nối với cơ sở giáo dục đại học, giáo dục nghề nghiệp,các trung tâm nghiên cứu, các cơ sở sản xuất.

- Không có thời gian đầu tư thiết kế chủ đề

- Khó chọn lọc chủ đề phù hợp với nội dung bài dạy

- Không có nhiều nguồn tư liệu tham khảo

7. Theo thầy cô khi thiết kế chủ đề giáo dục STEM cần thực hiện các bước như thế nào? (1) Lựa chọn chủ đề bài học (2) Xác định vấn đề cần giải quyết (3) Xây dựng tiêu chí của giải pháp giải quyết vấn đề hoặc của sản phẩm (4) Xây dựng bộ câu hỏi định hướng chủ đề STEM (5) Thiết kế tiến trình tổ chức dạy học A. Thực hiện các bước theo thứ tự: (1),(2),(3),(4),(5). B. Thực hiện các bước theo thứ tự: (1),(2),(3),(5). C. Thực hiện các bước theo thứ tự: (1),(2),(3),(4). D. Thực hiện các bước theo thứ tự: (2),(1),(3),(5). 8. Theo thầy cô bước nào là khó nhất trong các bước thiết kế chủ đề dạy học STEM? A. 5 B. 4 C. 3 D. 2 E. 1 9.Theo thầy cô khi tổ chức dạy học chủ đề theo định hướng giáo dục STEM có những khó khăn gì?

- Nội dung kiến thức quá khó với HS

- Dạy học theo định hướng giáo dục STEM không đem lại kết quả cao trong các kỳ thi khảo sát hiện nay

- Trình độ GV còn hạn chế

- Trình độ HS không đồng đều

- Thiếu thốn về cơ sở vật chất, không đảm bảo điều kiện để dạy học theo định hướng giáo dục STEM

- HS không hứng thú với việc học theo định hướng STEM

10.Theo thầy cô người học có hứng thú với giáo dục STEM?

Rất hứng thú

Hứng thú

Không hứng thú

Phụ lục 02

PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN HS Các em HS thân mến! - STEM là cách viết tắt lấy chữ in hoa đầu tiên trong tiếng Anh của các từ: Science (Khoa học), Technology(Công nghệ), Engineering(Kỹ thuật), Maths(Toán học). - Giáo dục STEM về bản chất được hiểu là trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng cần thiết liên quan đến lĩnh vực khoa học, kỹ thuật và công nghệ.Các kiến thức này phải được tích hợp lồng ghép bổ trợ cho nhau giúp HS không chỉ hiểu về nguyên lý mà còn có thể tạo ra những sản phẩm trong cuộc sống hằng ngày.

phổ

- Trong thời đại Cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay, tốc độ phát triển của khoa học - công nghệ ngày một tăng lượng tri thức khoa học được sản sinh với tốc độ ngày càng cao, cơ cấu nghề nghiệp trong xã hội thay đổi lớn …đòi hỏi con người có đủ năng lực để thích ứng. Vì vậy việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa phù hợp với định hướng đổi mới giáo thông. dục Phiếu điều tra này thực hiện nhằm đánh giá mức độ cần thiết của việc dạy học một số chủ đề môn Vật lý phần điện học Vật lý 11,12 theo định hướng giáo dục STEM. Sự đóng góp ý kiến nghiêm túc của các em là căn cứ thiết thực giúp nội dung đề tài nghiên cứu của tác giả mang tính khách quan và có ý nghĩa thực tế. Mong các em HS vui lòng cho biết ý kiến, quan điểm của mình về một số vấn đề dưới đây bằng cách điền dấu (X) vào ô lựa chọn.

I. THÔNG TIN CÁ NHÂN 1. Trường: ……………………………………

Lớp:………………………………………….. 2. Giới tính: Nam Nữ 3. Học lực: Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém II. CÁC VẤN ĐỀ THAM KHẢO Ý KIẾN

1. Thầy (Cô) em đã dạy học theo định hướng giáo dục STEM chưa?

Muốn Thường xuyên Không muốn Thỉnh thoảng Chưa bao giờ

2. Nếu em chưa được học theo định hướng giáo dục

STEM, em có muốn

Được học không? Vì sao?

Vì:…………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… 3. Nếu thầy cô em đã thực hiện dạy học theo định hướng giáo dục STEM thì em thấy dạy học theo định hướng giáo dục STEM có ý nghĩa như thế nào?

- Đảm bảo giáo dục toàn diện

- Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM

- Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS

- Kết nối trường học với cộng đồng

- Hướng nghiệp, phân luồng

Rất hứng thú

Hứng thú

Không hứng thú

Bình thường

4. Nếu em đã được học chủ đề (bài dạy) theo định hướng giáo dục STEM, em có hứng thú như thế nào?

Mới một lần Chưa bao giờ Thường xuyên Thỉnh thoảng

6. Nếu em đã được học môn Vật lý theo định hướng giáo dục STEM, em thấy có khó khăn gì?

5. Em đã được học môn Vật lý theo định hướng giáo dục STEM chưa?

- Không có thời gian để hoạt động trải nghiệm

- Không có nhiều nguồn tư liệu tham khảo

- Vận dụng kiến thức đề giải quyết vấn đề quá khó

- Trình độ nhận thức của bản thân hạn chế

- Ảnh hưởng đến kết quả học tập, thi cử

Chân thành cảm ơn các em!

Phụ lục 03

ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT – VẬT LÝ 11

Câu 1. Hai điện cực kim loại trong pin điện hoá phải

A. Có cùng kích thước B. Là hai kim loại khác nhau về bản chất hoá học

C. Có cùng khối lượng D. Có cùng bản chất

Câu 2. Hai cực của pin điện hoá được ngâm trong chất điện phân là dung dịch

A. Muối B. Axit C. Bazơ D. Một trong các dung dịch trên

Câu 3. Trong nguồn điện hoá học (pin, acquy) có sự chuyển hoá từ

A. Cơ năng thành điện năng B. Nội năng thành điện năng

C. Hoá năng thành điện năng D. Quan năng thành điện năng

Câu 4. Công của lực lạ làm dịch chuyển điện lượng 4C từ cực âm đến cực dương bên trong nguồn điện là 24J. Suất điện động của nguồn là:

A. 6V B. 96V C. 12V D. 9,6V

Câu 5: Cho một mạch điện gồm một pin 1,5 V có điện trở trong 0,5Ω0,5Ω nối với mạch ngoài là một điện trở 2,5Ω2,5Ω. Cường độ dòng điện trong toàn mạch là:

A. 3 A B. 0,6 A C. 0,5 A D. 2 A

Câu 6: Cho một mạch điện gồm hai pin có suất điện động và điện trở trong mỗi pin là 1,5V−0,5Ω1,5V−0,5Ω mắc nối tiếp theo kiểu đối xứng rồi nối với mạch ngoài là một điện trở 2Ω2Ω. Cường độ dòng điện trong toàn mạch là:

A. 3 A. B. 0,6 A. C. 1 A. D. 2 A.

Câu 7: Một đoạn mạch gồm một pin 9 V, điện trở mạch ngoài 4Ω4Ω, cường độ dòng điện trên toàn mạch là 2 A. Điện trở trong của nguồn là:

A.0,5Ω. B.4,5Ω C.1Ω. D.2Ω

Câu 8: Trong một mạch kín mà điện trở ngoài là 10 Ω, điện trở trong là 1 Ω có dòng điện 2 A. Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn và suất điện động của nguồn là:

A. 10 V và 12 V B. 20 V và 22 V. C. 10 V và 2 V. D. 2,5 V và 0,5 V.

Câu 9: Cho 3 điện trở giống nhau cùng giá trị 8 Ω, hai điện trở mắc song song và cụm đó mắc nối tiếp với điện trở còn lại. Đoạn mạch này được nối với nguồn có điện trở trong 2 Ω thì hiệu điện thế hai cực nguồn là 12 V. Cường độ dòng điện trong mạch và suất điện động của mạch khi đó là:

A. 1 A và 14 V. B. 0,5 A và 13 V. C. 0,5 A và 14 V. D. 1 A và 13 V.

Câu 10: Câu nào dưới đây nói về chất điện phân là không đúng ?

A. Chất điện phân khi có dòng điện chạy qua sẽ giải phóng các chất ở các điện cực.

B. Trong dung dịch các phân tử axit, muối, bazơ đều bị phân li thành các ion.

C. Một số chất rắn khi nóng chảy cũng là chất điện phân.

D. Chất điện phân nhất thiết phải là dung dịch của các chất tan được trong dung môi.

ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT LỚP 12

Câu 1. Một máy phát điện xoay chiều ba pha đang hoạt động bình thường. Các suất điện động cảm ứng trong 3 cuộn dây của phần ứng từng đôi một lệch pha nhau.

A. B. C. D.

Câu 2. Một máy phát điện xoay chiều roto có 12 cặp cực quay 300vòng/phút thì tần số dòng điện mà nó phát ra là

A. 25Hz. B. 3600Hz. C. 60Hz. D. 1500Hz.

Câu 3.Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa, để giảm công suất hao phí trên đường dây truyền tải thì người ta thường sử dụng biện pháp nào sau đây?

A. Giảm tiết diện dây dẫn.

B. Tăng điện áp hiệu dụng ở nơi phát điện.

C. Giảm điện áp hiệu dụng ở nơi phát điện.

D. Tăng chiều dài dây dẫn.

Câu 4. Để một máy phát điện xoay chiều roto có 8 cặp cực phát ra dòng điện tần số là 50Hz thì roto quay với tốc độ

A. 480 vòng/phút. B. 400 vòng/phút. C. 96 vòng/phút. D. 375 vòng/phút.

Câu 5. Một máy phát điện xoay chiều có 2 cặp cực, roto của nó quay với tốc độ 1800 vòng/phút. Một máy phát điện khác có 8 cặp cực, muốn phát ra dòng điện có tần số bằng tần số của máy phát kia thì tốc độ của roto là

A.450 vòng/phút. B.7200 vòng/phút. C. 112,5 vòng/phút. D. 900 vòng/phút.

Câu 6: Một máy biến thế có cuộn sơ cấp 1000 vòng dây được mắc vào mạng điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng 220 V. Khi đó hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 484 V. Bỏ qua mọi hao phí của máy biến thế. Số vòng dây của cuộn thứ cấp là

A. 2500. B. 1100. C. 2000. D. 2200.

Câu 7. Một máy phát điện mà phần cảm gồm 2 cặp cực và phần ứng gồm hai cặp cuộn dây mắc nối tiếp tạo ra dòng điện có tần số 50Hz. Tốc độ quay của roto là

A. 375vòng/phút. B. 1500vòng/phút. C. 750 vòng/phút. D. 3000 vòng/phút.

Bài 8: Điện năng được truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây tải điện một pha. Ban đầu hiệu suất truyền tải là 80%. Cho công suất truyền đi không đổi và hệ số công suất ở nơi tiêu thụ (cuối đường dây tải điện) luôn bằng 0,8. Để giảm hao phí trên đường dây 4 lần thì cần phải tăng điện áp hiệu dụng ở trạm phát điện lên n lần. Giá trị của n là

A. 2,1 B. 2,2 C. 2,3 D. 2,0

Câu 9. Cuộn thứ cấp của máy biến thế có 1000vòng. Từ thông xoay chiều trong lõi biến thế có tần số 50Hz và giá trị cực đại 0,5mWb. Suất điện động hiệu dụng của cuộn thứ cấp là:

A. 111V. B. 157V. C. 500V. D. 353,6V.

Câu 10. Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000kW. Dòng điện nó phát ra sau khi tăng thế lên 110kV được truyền đi xa bằng một đường dây có điện trở 20Ω. Điện năng hao phí trên đường dây là

A. 6050W. B. 5500W. C. 2420W. D. 1653W.

Phụ lục 04

MỘT SỐ HÌNH ẢNH HS TRƯỜNG THPT LÊ VIẾT THUẬT

THỰC HIỆN CÁC CHỦ ĐỀ STEM

Thực hiện các chủ đề STEM trong một tiết học trên lớp

Sinh hoạt ngoại khóa các chủ đề dạy học STEM

Các hoạt động trải nghiệm

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng và thực hiện một số chủ đề dạy học STEM phần điện học Vật lý 11, 12 Trung học phổ thông

Chủ đề:

Sáng kiến kinh nghiệm lớp 12

SKKN STEM 12

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÝ 11, 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

BỘ MÔN: VẬT LÝ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT LÊ VIẾT THUẬT =====*===== SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ CHỦ ĐỀ DẠY HỌC STEM PHẦN ĐIỆN HỌC VẬT LÝ 11, 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Bộ môn

: Vật lý - Tổ Tự nhiên

Năm học: 2019-2020

MỘT SỐ HÌNH ẢNH HS TRƯỜNG THPT LÊ VIẾT THUẬT

THỰC HIỆN CÁC CHỦ ĐỀ STEM

Tài liệu liên quan

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Dạy học môn Vật lý bằng phương pháp giáo dục STEM

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy học STEM chủ đề Cacbohidrat

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Dạy học theo mô hình STEM chuyên đề Polime nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn

Chuyên đề cấp trường môn Tin học: Báo cáo xây dựng chuyên đề dạy học STEM khối 12

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức hoạt động trải nghiệm STEM chủ đề bài học Máy phát điện xoay chiều - Động cơ không đồng bộ ba pha chương trình Vật lý 12 THPT

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương Dòng điện xoay chiều Vật lý 12 – THPT

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Dạy học phát triển năng lực tự học cho học sinh thông qua chủ đề Máy điện trong chương trình Vật lí 12 theo định hướng giáo dục STEM

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng và thực hiện một số chủ đề dạy học STEM chương V sóng ánh sáng - Vật lí 12 THPT

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Tổ chức dạy học chủ đề Sóng cơ Vật lí 12 theo giáo dục STEM nhằm phát triển phẩm chất và năng lực học sinh

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng dạy học trải nghiệm STEM bài Động cơ không đồng bộ Vật lý 12, Công nghệ 12 nhằm phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh

Tài liêu mới

Sáng kiến kinh nghiệm Tiểu học: Một số biện pháp chỉ đạo công tác phụ đạo học sinh gặp khó khăn trong học tập ở trường tiểu học

Sáng kiến kinh nghiệm Tiểu học: Một số biện pháp rèn kĩ năng sử dụng đúng dấu câu khi viết văn cho học sinh lớp 5

Sáng kiến kinh nghiệm Tiểu học: Một số kinh nghiệm trong phong trào cưu mang giúp đỡ học sinh có hoàn cảnh khó khăn

Sáng kiến kinh nghiệm Tiểu học: Một số giải pháp nâng cao chất lượng hoạt động thư viện theo Thông tư số 16/2022/TT-BGDĐT ở trường tiểu học khu vực miền núi

Sáng kiến kinh nghiệm Tiểu học: Đổi mới công tác quản lý nhằm nâng cao chất lượng dạy học tại Trường Tiểu học Ba Trại A

Sáng kiến kinh nghiệm Tiểu học: Một số kinh nghiệm bồi dưỡng nâng cao chất lượng giáo viên trong trường Tiểu học

Sáng kiến kinh nghiệm Mầm non: Một số biện pháp giúp trẻ 3-4 tuổi phát triển tư duy, sáng tạo thông qua hoạt động trải nghiệm tại trường mầm non

Sáng kiến kinh nghiệm Mầm non: Một số biện pháp giúp trẻ 5-6 tuổi tiếp cận môn võ thuật Karatedo tại Trường Mầm non Ngọc Mỹ A

Sáng kiến kinh nghiệm Mầm non: Một số biện pháp chỉ đạo nâng cao chất lượng hoạt động chăm sóc nuôi dưỡng trẻ trong trường mầm non

Sáng kiến kinh nghiệm Mầm non: Một số biện pháp chỉ đạo giáo viên mẫu giáo tổ chức tốt mô hình “Bé với các hoạt động trải nghiệm” trong trường mầm non

Sáng kiến kinh nghiệm Mầm non: Một số biện pháp nâng cao chất lượng đội ngũ ở trường mầm non

Sáng kiến kinh nghiệm Mầm non: Một số biện pháp xây dựng lớp học lấy trẻ làm trung tâm

Sáng kiến kinh nghiệm Mầm non: Một số biện pháp giúp trẻ 5-6 tuổi học tốt hoạt động làm quen chữ viết

Sáng kiến kinh nghiệm THCS: Ứng dụng phần mềm Mozabook để nâng cao hiệu quả giảng dạy

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Sử dụng bản đồ tồ duy trong dạy học Tiếng Việt ở trường THPT

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP

093 303 0098

support@tailieu.vn

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi

Facebook

Youtube

TikTok